国家自然科学基金(10376019)
- 作品数：10 被引量：28H指数：4
- 相关作者：高福华郭永康张怡霄姚欣温圣林更多>>
- 相关机构：四川大学成都精密光学工程研究中心中国工程物理研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：机械工程理学核科学技术电子电信更多>>
- 误差扩散法设计用于惯性约束聚变驱动器的色分离光栅-光束采样光栅集成元件
- 2007年
- 针对多次曝光法制作集成衍射光学元件时存在的加工制作复杂,会引入较大的对位误差等问题,基于计算全息中的误差扩散编码原理及部分相干光成像理论,提出采用误差扩散编码方法来设计用于制作浮雕结构集成元件的编码掩模的新方法。给出了利用误差扩散法设计的色分离光栅-光束采样光栅(CSG-BSG)集成元件编码掩模,模拟计算了经部分相干成像系统后的空间像光强分布,并与理想的集成元件面形进行了比较。结果表明,校正后均方差为7.5%,体积偏差为10.2%。
- 张怡霄姚欣高福华郭永康
- 关键词：集成光学
- 谐波分离和光束取样集成光学元件强激光近场调制及损伤特性研究被引量：2
- 2007年
- 针对惯性约束聚变(ICF)终端光学系统对元件数量及厚度的限制,利用衍射光学元件(DOE)易于集成的优点,可将终端光学系统中实现不同功能的DOE元件集成于一体,以优化系统的结构和性能.为了对ICF终端光学系统集成光学元件在强激光条件下的正常运行提供分析的依据,采用傅里叶模式理论分别对色分离光栅(CSG)和色分离光栅-光束取样光栅(CSG-BSG)集成光学元件内部的近场调制特性进行了模拟计算.计算发现,将CSG与BSG集成以后其每一层的最大调制度比集成以前小10%—47%,但其激光诱导损伤风险和单个CSG一样仍然较多地存在于光学元件分界面附近.另外,通过对CSG和CSG-BSG集成光学元件出射面后1μm近场区域的光场分布和出射后0.001和0.8μm横截面光场分布情况进行的比较分析得出,集成光学元件在实现谐波分离和光束取样功能的同时,几乎没有改变出射光场分布的情况,能较好满足ICF驱动器的要求.
- 姚欣高福华温圣林张怡霄李剑峰郭永康
- 关键词：激光诱导损伤惯性约束聚变
- 利用严格模式理论分析光栅透镜的衍射特性被引量：4
- 2005年
- 光栅透镜因其独特的光学性能而具有广泛的应用.根据光栅透镜的线宽和间距微小渐变的特点,建立了光栅透镜的物理模型,并利用严格模式理论对其衍射特性进行分析.该方法物理概念清晰、公式简洁.对光栅透镜实现谐波分离、聚焦功能时的衍射效率与槽深关系的计算结果表明,其计算速度快、数值计算结果准确可靠.并对加工误差的影响进行了模拟计算,说明了在当前的微细加工的工艺水平条件下,能够制作出满足ICF系统要求的光栅透镜.实验上制作了尺寸为100mm的大面积光栅透镜,其衍射效率的实验测试结果与理论计算结果一致.
- 唐雄贵高福华高峰张怡霄杜惊雷郭永康
- 关键词：衍射光学
- 用于惯性约束核聚变(ICF)激光驱动系统中集成衍射光学元件的特性研究被引量：4
- 2004年
- 基于标量衍射理论,分析了集成光束采样光栅和色分离光栅于一体的衍射光学元件的衍射效率,及其结构和主光束低频波前畸变量的关系.并将其衍射效率、能量损耗以及分离角,和使用单个的采样光栅和色分离光栅进行了比较.计算分析表明,集成后的衍射光学元件基本上没有改变各级衍射效率的大小,也没有改变基频光和二倍频光的分离角,但可提高光能利用率.以上结果,可为此类集成光学元件应用于ICF的可行性提供理论依据.
- 刘世杰杜惊雷彭钦军高福华刘驰刘建莉
- 关键词：标量衍射理论ICF衍射光学元件衍射效率
- 用于惯性约束聚变驱动器的色分离光栅-光束采样光栅集成元件的制作被引量：3
- 2006年
- 针对惯性约束聚变(ICF)驱动系统特别是其终端光学系统对元件数和元件厚度的限制要求,利用衍射光学元件(DOE)易于集成的优点,提出一种在石英基片的两面分别曝光制作色分离光栅(CSG)和光束采样光栅(BSG)的新方法,仅需一个石英片即可同时实现谐波分离和光束采样的功能.分别采用光学制版和电子束直写的方法制作了色分离光栅和光束采样光栅的掩模,并利用离子束刻蚀的方法加工了色分离光栅-光束采样光栅集成元件.结果表明,此集成元件的三倍频光能量利用率、色分离度以及采样效率等参数均与三倍频光通过色分离光栅、光束采样光栅分离元件时得到的结果相吻合,达到了惯性约束聚变激光驱动器终端光学系统的基本技术指标要求.
- 张怡霄高福华姚欣李剑峰郭永康
- 关键词：集成光学衍射光学元件
- 双折射楔对干涉斑纹的偏振匀滑被引量：1
- 2005年
- 作者对双折射楔及其阵列匀滑随机相位板所产生干涉斑纹的特性进行了理论分析和数值模拟,计算了当光楔在选取不同楔角时远场光斑的二维光强分布,以及具有不同单元数目的双折射楔列阵对光束的匀滑效果.计算结果表明,当光楔使两焦斑图样分开足够大时,光楔对远场光斑具有良好的匀滑效果.
- 刘波王文义粟敬钦郭永康高福华温圣林
- 关键词：阵列惯性约束聚变
- 光束取样光栅强激光近场调制及诱导损伤研究被引量：2
- 2008年
- 光束取样光栅(BSG)是一种重要的用于光束取样诊断的衍射光学元件.在惯性约束聚变(ICF)终端光学系统中所使用的BSG,强激光产生的近场调制可能导致其自身的激光诱导损伤从而造成元件不能继续正常工作,为了对其在强激光条件下的正常运行提供分析的依据,采用傅里叶模式理论对BSG内部的近场调制特性进行了模拟计算.计算结果表明,BSG基片内部调制度较小,但仍然存在光强分布不均的情况,增加了这些位置产生激光诱导损伤的风险.另外,通过对BSG制作误差分析得出了其近场调制随各种制作误差的变化关系,结果表明BSG刻槽深度误差比占空比误差对光束近场调制的影响更大,但只要刻槽深度误差不超过一定值,其调制度仍然保持在较小的水平,因此BSG仍能较好地在ICF驱动器中工作.
- 姚欣高福华李剑峰张怡霄温圣林郭永康
- 关键词：激光诱导损伤惯性约束聚变
- 用于惯性约束聚变系统中的色分离光栅近场衍射研究被引量：10
- 2005年
- 色分离光栅(CSG)是一种重要的谐波分离衍射光学元件,它的近场衍射调制可能导致其自身及其后续光学元件的激光诱导损伤。根据色分离光栅的实际制作过程建立了包含对位误差、占空比误差、刻蚀深度误差、塌边误差等多种制作误差的色分离光栅加工误差模型。并基于标量衍射理论,采用傅里叶分析方法,利用该模型推导得到了色分离光栅近场内光强分布公式,并针对惯性约束聚变(ICF)驱动器终端光学系统的色分离光栅进行了计算模拟,得出了近场调制随各种加工制作误差的变化关系。计算结果表明深度误差和塌边误差对光束近场调制有很大影响,对位误差相对影响较小,而相互影响更加严重。该色分离光栅近场分析和计算模拟方法也可用于其他衍射光学元件。
- 温圣林高福华郭永康张怡霄刘波姚欣
- 关键词：激光损伤惯性约束聚变
- 利用边缘相位校正实现光束整形的高精度优化被引量：4
- 2004年
- 提出利用边缘相位校正的新方法 ,校正用追迹法设计的产生环形光束的衍射光学元件的相位分布 ,从而实现光束整形中的高精度优化。通过将高斯光束整形为环形光束 ,将该方法、G S(Gerchberg Saxton)算法和改进的G S算法设计得到的整形结果作了比较 ,结果表明 ,G S算法的整形结果虽然衍射效率最大 ,但是均方根值和最大偏差也太大 ;改进的G S算法可以有效的降低均方根值和最大偏差 ,但衍射效率也有较大的下降 ;而用边缘相位校正可以在衍射效率略微下降的情况下 ,更大的降低均方根值和最大偏差 ,其整形结果是综合了衍射效率、均方根值和最大偏差这三个评价指标以后得到的最优化结果 ,已接近理想的环形光束。
- 高峰刘建莉高福华刘世杰郭永康
- 关键词：衍射光学光束整形
- 误差扩散法编码设计制作微光学元件被引量：1
- 2006年
- 以发展微光学元件制作新方法为目标,提出利用误差扩散编码方法设计灰阶编码掩模制作微光学元件。此方法同其他编码方法相比,具有量化效果好、衍射效率高、制作文件小、计算速度快、通用性好等优点。用此方法对制作微透镜的掩模进行了设计,利用预校正法和边缘增强法相结合的方法对掩模进行了优化,并对曝光、显影过程进行了模拟,得到了满意的结果。
- 刘倩张怡霄郭永康刘波温圣林唐雄贵
- 关键词：微光学微透镜
