中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室范薇課題組針對(duì)“神光II”裝置激光注入系統(tǒng)的輸出時(shí)域波形進(jìn)行了噪聲源的詳細(xì)分析，并利用高速電光調(diào)制技術(shù)，提出了一種檢測(cè)納秒激光脈沖信噪比的方案，該方案能夠直接測(cè)量納秒激光脈沖的高信噪比，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)范圍50dB、精度1dB的測(cè)量。

一直以來，人類追求清潔能源的腳步從未停止，可控聚變能源是最有可能構(gòu)成人類能源消費(fèi)的主體。而激光慣性約束聚變（ICF）是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的途徑之一。ICF研究中，為滿足不同物理實(shí)驗(yàn)的需求，需要驅(qū)動(dòng)器激光注入系統(tǒng)輸出時(shí)域波形平滑、對(duì)比度極高、光束質(zhì)量?jī)?yōu)良的納秒激光脈沖，但是噪聲是影響時(shí)域波形最主要的因素之一。目前，高功率激光裝置（例如，NIF、神光Ⅱ裝置等）的激光注入系統(tǒng)主要采用的是單縱模長脈沖削波整形方法和釹玻璃再生放大技術(shù)，該技術(shù)能夠產(chǎn)生時(shí)域調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)的激光整形脈沖。但是，噪聲源的有效分析和檢測(cè)仍未被重視。

該課題組基于單縱模長脈沖削波整形方法和納秒毫焦耳級(jí)釹玻璃再生激光放大技術(shù)，詳細(xì)研究了激光注入系統(tǒng)的噪聲來源（圖1為激光注入系統(tǒng)輸出的時(shí)域波形），并探討了噪聲對(duì)高功率激光裝置的影響。同時(shí)，利用高速電光調(diào)制技術(shù)，采用高消光比的電光強(qiáng)度調(diào)制器和時(shí)間脈沖整形器件，對(duì)輸出的納秒時(shí)間脈沖形狀進(jìn)行整形處理，設(shè)計(jì)了一種檢測(cè)納秒激光脈沖信噪比的方法。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)范圍50dB，精度1dB的測(cè)量，并對(duì)高功率激光裝置激光注入系統(tǒng)種子源的信噪比進(jìn)行了檢測(cè)，為47.06dB，已經(jīng)達(dá)到目前同類裝置的較高水平（如圖2所示）。

相關(guān)成果發(fā)表在Applied Optics (57:9898,2018)期刊上。該工作由中科院國際合作局對(duì)外合作重點(diǎn)項(xiàng)目資助支持。

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圖1 激光注入系統(tǒng)輸出的時(shí)域波形。圖(a)是激光注入系統(tǒng)在腔外無電光開關(guān)組合薄膜偏振片；圖(b)是激光注入系統(tǒng)在腔外有電光開關(guān)組合薄膜偏振片。

圖2 納秒激光脈沖信噪比檢測(cè)結(jié)果