纳秒整形激光脉冲波形的高对比度诊断

夏彦文; 郑奎兴; 刘华; 赵军普; 彭志涛; 孙志红; 董军; 李森

doi:10.3788/IRLA201645.1106002

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

纳秒整形激光脉冲波形的高对比度诊断

夏彦文, 郑奎兴, 刘华, 赵军普, 彭志涛, 孙志红, 董军, 李森

文章导航 > 红外与激光工程 > 2016 > 45(11): 1106002-1106002(6)

夏彦文, 郑奎兴, 刘华, 赵军普, 彭志涛, 孙志红, 董军, 李森. 纳秒整形激光脉冲波形的高对比度诊断[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1106002-1106002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1106002

引用本文:

Xia Yanwen, Zheng Kuixing, Liu Hua, Zhao Junpu, Peng Zhitao, Sun Zhihong, Dong Jun, Li Sen. High contrast temporal shape diagnostics for nanosecond laser reshaping pulse[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(11): 1106002-1106002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1106002

Citation:

Xia Yanwen, Zheng Kuixing, Liu Hua, Zhao Junpu, Peng Zhitao, Sun Zhihong, Dong Jun, Li Sen. High contrast temporal shape diagnostics for nanosecond laser reshaping pulse[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(11): 1106002-1106002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1106002

纳秒整形激光脉冲波形的高对比度诊断

doi: 10.3788/IRLA201645.1106002

1.
中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳 621900

基金项目:

国家自然科学基金（61377102）;国防基础科研计划（B1520133010）

详细信息

作者简介:
夏彦文(1972-),男,副研究员,博士,主要从事高功率激光参数诊断方面的研究。Email:xiayanwen1972@163.com

中图分类号: TN247

High contrast temporal shape diagnostics for nanosecond laser reshaping pulse

1.
Research Center of Laser Fusion,China Academy of Engineering Physics,Mianyang 621900,China

摘要: 激光脉冲波形的精密诊断是大型激光装置运行控制和精密物理实验的前提，而动态范围的大小是衡量诊断系统的关键指标之一。为了满足高功率激光装置对纳秒级整形激光脉冲对比度控制及精密诊断的需求，采用双探测器与数字示波器四通道分组并行取样的诊断方法，通过将整形激光脉冲分解为不同的幅值区域并送入示波器的不同输入通道，每个通道采用不同的垂直灵敏度档位进行探测，最后利用共同的时基完成波形的对接重构。研究结果表明，采用的方法可以实现2 500：1的动态范围，在偏差为2%的测量精度内，可以实现对比度高达100：1的多台阶整形脉冲的全波形测量。
- 诊断 /
- 脉冲波形 /
- 示波器 /
- 动态范围 /
- 对比度 /
- 高功率激光
Abstract: The ability of temporal pulse reshaping is an important content in high power laser facility operation and fusion ignition experiment. In order to verify reshaping effect, the diagnostic system was optimized by optical and electrical power splitting, the system detected laser pulse shapes with two hig-speed vacuum biplanar photodiodes (VPD), coupled to a fou-channels 8 GHz oscilloscope. The effective dynamic range of the diagnostic system for measurement of pulses with hig-power contrast was increased by splitting the signal from every VPD evenly into two channels of the oscilloscope with different sensitivity setting, the detected pulse from the four channels was stitched back together to form the complete pulse. The result show that the detector and oscilloscope combination has a 10% to 90% rise time of 60 ps, the diagnostic reaches 2 500:1 dynamic range for contrast ratios up to 100:1 at an within 2% uncertainty.
- diagnostics /
- temporal shape /
- oscillograph /
- dynamic range /
- contrast /
- high power laser

[1]	Lindl J D, Mead W C. Two dimensional simulation of fluid instability in laser fusion pellets[J]. Phys Rev Lett, 1975, 34(20):1273-1276.
[2]	Nakat Suka M, Miyanaga N, Kanabe T, et al. Partially coherent light source for ICF experiment[C]//SPIE, 1993, 1870:151-162.
[3]	Mat Suoka S, Miyanaga N, Ando A, et al. Flexible pulse shaping of partially coherent light on GEKKO Ⅻ[C]//SPIE, 1995, 2633:627-633.
[4]	Boyd R D, Bliss E S, Boege S J, et al. Alignment and diagnostics on the National Ignition Facility laser system[C]//SPIE, 1999, 3782:496-501.
[5]	Xia Yanwen, Sun Zhihong, Zhao Runchang, et al. Improvement of infrared temporal profile measurement system for SG-Ⅲ prototype laser facility[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(6):1453-1457. (in Chinese)夏彦文, 孙志红, 赵润昌, 等. 神光Ⅲ原型装置红外脉冲波形测量系统的研制[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(6):1453-1457.
[6]	Lu Zonggui, Xia Yanwen, Tang Jun, et al. Pulse-shape measurement technology for multi-beams infrared laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(6):1129-1132. (in Chinese)卢宗贵, 夏彦文, 唐军, 等. 多路红外激光脉冲波形测量技术[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(6):1129-1132.
[7]	Thomas S, Boyd B, Davis D T, et al. Temporal multiplexing for economical measurement of power versus time on NIF[C]//SPIE, 1997, 3047:700-706.
[8]	Milan D. Measurements at 351nm of temporal dispersion in fibers; UCRL-ID-132866, 1998(12):1-24.
[9]	Haynam C A, Wegner P J, Auerbach J M, et al. National Ignition Facility laser performance status[J]. Applied Optics, 2007, 46(16):3276-3303.
[10]	Pan Xue, Li Xuechun, Li Guoyang, et al. Enhanced-dynamic-range single-shot measurement of nanosecond optical pulse based on fiber pulse replication loop.[J]. Chinese Journal of Lasers, 2012, 39(4):0408005. (in Chinese)潘雪, 李学春, 李国扬, 等. 利用脉冲复制环提高纳秒脉冲单次测量的动态范围[J]. 中国激光, 2012, 39(4):0408005.

[1]	张琳, 谢港, 刘宇霄, 张慧霞, 梁琨, 杨茹, 韩德俊. 外延电阻淬灭型硅光电倍增器的最新研究进展 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210587-1-20210587-7. doi: 10.3788/IRLA20210587
[2]	王振宝, 冯刚, 吴勇, 张磊, 方波浪, 王飞, 王平, 武俊杰. 脉冲/连续高功率激光光斑分布阵列探测器 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220064-1-20220064-5. doi: 10.3788/IRLA20220064
[3]	李居尚, 战荫泽, 张立东. 组合沃拉斯顿棱镜组的目标偏振检测方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210339-1-20210339-5. doi: 10.3788/IRLA20210339
[4]	宗梦雨, 张振, 刘晶晶, 刘杰, 苏良碧. LD泵浦的1.3at.%Er³⁺: CaF₂中红外高功率固体激光器（特邀） . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20210336-1-20210336-6. doi: 10.3788/IRLA20210336
[5]	王天齐, 康治军, 孟冬冬, 邱基斯, 刘昊. 受激布里渊散射相位共轭镜在高功率纳秒激光器中的应用进展 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20211024-1-20211024-12. doi: 10.3788/IRLA20211024
[6]	薛芳, 陈永权, 段亚轩, 蔺辉, 达争尚. 高能激光测量中的光强探测器面响应校正方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20210215-1-20210215-8. doi: 10.3788/IRLA20210215
[7]	郑天然, 王方, 孙喜博, 胡东霞. 基于光场分布特性分析的高功率激光吸收体设计方法研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005010-1005010(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005010
[8]	李永强, 赵占平, 徐彭梅, 王静怡, 郭永祥. 大动态范围微光相机的辐射定标 . 红外与激光工程, 2019, 48(S1): 78-82. doi: 10.3788/IRLA201948.S117002
[9]	赵耀宏, 王园园, 罗海波, 李方舟. 红外成像系统中的高动态范围压缩与对比度增强新技术 . 红外与激光工程, 2018, 47(S1): 172-181. doi: 10.3788/IRLA201847.S126001
[10]	汪相如, 周庄奇. 液晶光学相控阵在高功率激光应用中的研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 103006-0103006(9). doi: 10.3788/IRLA201847.0103006
[11]	孔明, 杨天琪, 单良, 郭天太, 王道档, 徐良. 图像能量与对比度的霾检测算法 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 826001-0826001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0826001
[12]	陈欣, 唐顺兴, 郭亚晶, 井媛媛, 姜秀青, 朱宝强. 高功率激光参数测量中高倍率衰减方案 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 48-54. doi: 10.3788/IRLA201645.S106002
[13]	成波, 郭宁, 吴立志, 沈瑞琪, 姚艺龙. 石英光纤与空芯光纤损伤特性(对比)研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1221002-1221002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1221002
[14]	夏彦文, 郑奎兴, 达争尚, 李红光, 赵军普, 孙志红, 彭志涛, 王拯洲, 刘华, 梁樾, 李森, 郑小霞, 魏晓峰. 大口径高通量验证实验平台的激光参数精密诊断系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217008-1217008(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1217008
[15]	田昌会, 杨百愚, 蔡明, 范琦, 王斌科, 王伟宇, 屈绍波. 大气背景对红外目标探测的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 438-441.
[16]	周跃, 闫丰, 章明朝. CCD光电参数测试系统的研制 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3451-3456.
[17]	张勇刚, 孙娜, 李宁, 梁宏. 基于MEMS 陀螺辅助增大闭环光纤陀螺动态范围的方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3070-3074.
[18]	田昌会, 蔡明, 杨百愚, 范琦, 王斌科, 王伟宇, 屈绍波. 星载红外探测对比度的计算与分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 737-741.
[19]	韩艳丽, 王铎, 张健, 樊利恒, 孙腾飞. 近红外多视场白天测星分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2202-2208.
[20]	赵大鹏, 时家明, 汪家春, 王启超, 王伟. 偏振热成像系统的作用距离分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1146-1152.

点击查看大图

计量

文章访问数: 299
HTML全文浏览量: 27
PDF下载量: 118
被引次数: 0

纳秒整形激光脉冲波形的高对比度诊断

doi: 10.3788/IRLA201645.1106002

1. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳 621900

作者简介:
夏彦文(1972-),男,副研究员,博士,主要从事高功率激光参数诊断方面的研究。Email:xiayanwen1972@163.com

收稿日期: 2016-03-14
修回日期: 2016-04-19
刊出日期: 2016-11-25

基金项目:

国家自然科学基金（61377102）;国防基础科研计划（B1520133010）

中图分类号: TN247

关键词:

摘要: 激光脉冲波形的精密诊断是大型激光装置运行控制和精密物理实验的前提，而动态范围的大小是衡量诊断系统的关键指标之一。为了满足高功率激光装置对纳秒级整形激光脉冲对比度控制及精密诊断的需求，采用双探测器与数字示波器四通道分组并行取样的诊断方法，通过将整形激光脉冲分解为不同的幅值区域并送入示波器的不同输入通道，每个通道采用不同的垂直灵敏度档位进行探测，最后利用共同的时基完成波形的对接重构。研究结果表明，采用的方法可以实现2 500：1的动态范围，在偏差为2%的测量精度内，可以实现对比度高达100：1的多台阶整形脉冲的全波形测量。