基于近场和远场测量的相位阵列光栅压缩器技术

"相干叠加是高能超短脉冲激光器中 chirped-pulse-amplified (CPA) 激光系统中的关键技术之一。在 petawatt 级别的激光系统中，为了满足压缩光栅的尺寸需求，通常采用拼接光栅的方法。文章介绍了一种基于近场干涉和远场聚焦的计算机控制测试系统，该系统能够监测并快速校正光栅压缩器的拼接误差。通过这种系统，可以精确地确定两个光栅之间的倾斜/偏移错误，从而实现更高效的脉冲压缩。文章作者来自国防科技大学光电科学与工程学院和中国工程物理研究院激光聚变研究中心，发表于2011年的《中国光学快报》（Chinese Optics Letters）第9卷第4期，文章编号041408。" 在高能激光技术中，脉冲压缩是一个核心环节，因为压缩脉冲可以显著提高激光峰值功率，这对于petawatt级激光系统至关重要。相干叠加技术允许将多个光栅有效地组合在一起，形成一个大尺寸的相位阵列光栅压缩器，以适应激光能量的需求。文中提到的"tilt/tip errors"指的是光栅之间在倾斜和位置上的微小偏差，这些偏差可能导致脉冲的非线性展宽，降低激光质量。 利用近场干涉和远场聚焦的计算机控制测试系统，研究者能够实时检测到这些微小误差，并进行快速校正。近场干涉利用了光栅间的干涉现象来探测表面的不平整和拼接精度，而远场聚焦则可以评估光束在传播过程中的质量和聚焦性能。这种综合测试方法对于确保激光系统的性能稳定性和压缩效率具有重要意义。 此外，该文的标签进一步揭示了研究的领域，包括相干叠加、拼接光栅、干涉技术、脉冲压缩等，这些都是激光物理学和光学工程中的关键概念。例如，相干叠加涉及到光的干涉原理，它允许不同光束的能量和相位协调一致；拼接光栅是解决大型光学元件制造难题的一种策略；干涉技术用于测量光的波前，提供对光学表面精度的评估；脉冲压缩则是通过改变激光脉冲的频率来增加其强度。 这篇文章提供了关于高能激光系统中关键组件——相位阵列光栅压缩器的优化方法，特别是通过近场和远场技术进行误差检测与校正，对于提升petawatt级激光系统的性能有重大贡献。这一工作不仅在科研上有价值，也在实际的激光工程应用中具有潜在的应用前景。