使用无波前传感器自适应光学系统校正Zigzag slab放大器的静态和热像差

"Correction of static and thermal aberrations of a zigzag slab amplifier employing a wave-front sensor-less adaptive optics system" 本文介绍了针对Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）Zigzag平板放大器的一种无波前传感器的自适应光学（AO）系统。该系统采用39个元素的矩形压电变形镜，结合随机并行梯度下降（SPGD）算法，旨在校正静态和热像差。初步实验表明，无论在何种功率水平下，该技术都能显著提升输出光束的质量。 在激光放大器领域，尤其是Nd:YAG材料的Zigzag结构，静态像差和热像差是影响光束质量和放大效率的主要因素。静态像差通常由光学组件的制造误差、表面缺陷以及不理想的折射率分布引起，而热像差则源于激光工作时产生的热量导致的介质温度变化和折射率变化。这些像差会导致光束发散、能量分散，从而降低激光系统的整体性能。 文章中提出的无波前传感器的自适应光学系统是一种创新解决方案。传统的波前传感器方法依赖于探测和分析光束的相位信息来校正像差，但这种方法可能需要复杂的硬件和计算资源。相比之下，无波前传感器的自适应光学系统通过直接调整39个元素的矩形压电变形镜，利用SPGD算法实时优化镜面形状，以补偿像差。SPGD算法是一种有效的优化策略，能够在没有直接波前信息的情况下，通过迭代学习过程逐步改善光束质量。 实验结果证实了该方法的有效性。在不同功率水平下，输出光束质量有显著提高，这意味着无论放大器的工作状态如何，都能够保持良好的光束特性。这对于高功率激光应用至关重要，例如激光加工、遥感、粒子加速和高能物理实验等。 该研究展示了无波前传感器的自适应光学技术在解决激光放大器中静态和热像差问题上的潜力，为提升激光系统的性能提供了一种新的途径。这种技术的应用可能会促进激光技术的进步，并对相关领域的研究和工业应用产生积极影响。