本文列舉了Phasics公司SID4系列波前傳感器實(shí)際案例應(yīng)用庐船。SID4在超快超強(qiáng)激光的前沿應(yīng)用。
Phasics波前傳感器的應(yīng)用案例（一）SID4在超快超強(qiáng)激光的前沿應(yīng)用
Phasics的波前傳感器憑借其卓越的精度和廣泛的適用性嘲更，已成為超快筐钟、超強(qiáng)激光設(shè)施中的關(guān)鍵診斷工具。以下是一些近期應(yīng)用實(shí)例赋朦，展示了SID4系列波前傳感器在國(guó)際前沿科研中的應(yīng)用場(chǎng)景及其對(duì)高能激光系統(tǒng)優(yōu)化的貢獻(xiàn)：
一篓冲、SID4在超快超強(qiáng)激光的前沿應(yīng)用
1.1對(duì)研究過(guò)程中因熱效應(yīng)引起的波前畸變分析-中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所和中國(guó)科學(xué)院大學(xué)材料科學(xué)與光電工程中心
圖1 多程激光放大系統(tǒng)
中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所和中國(guó)科學(xué)院大學(xué)材料科學(xué)與光電工程中心的研發(fā)團(tuán)隊(duì)選擇了Phasics SID4波前傳感器，對(duì)研究過(guò)程中因熱效應(yīng)引起的波前畸變進(jìn)行了高精度宠哄、多維度的測(cè)量和分項(xiàng)分析纹因。SID4為團(tuán)隊(duì)深入了解熱致畸變的成因、影響因素及具體分布特征提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐琳拨，從而有效推動(dòng)了激光系統(tǒng)性能優(yōu)化與熱管理改進(jìn)的研究進(jìn)程瞭恰。
圖2. 由熱效應(yīng)引起的波前畸變圖(SID4圖像)
高能量、高重復(fù)頻率的固體激光系統(tǒng)近年來(lái)備受關(guān)注狱庇。在中國(guó)的神光SG裝置和美國(guó)的guo家點(diǎn)火裝置（NIF）中惊畏，預(yù)放大模塊通常是焦耳級(jí)的固體激光放大裝置。上海光機(jī)所和中國(guó)科學(xué)院大學(xué)材料科學(xué)與光電工程中心的科研人員提出了一種采用Nd與K9玻璃端面鍵合結(jié)構(gòu)的二極管端面泵浦激光放大器密任，實(shí)現(xiàn)了焦耳級(jí)放大颜启、高光效及高能量提取效率。在9.02J泵浦下浪讳，通過(guò)十二程放大技術(shù)缰盏，輸出能量達(dá)1.17 J（1 Hz，1053 nm）淹遵，光-光轉(zhuǎn)換效率13.01%口猜，有效能量提取效率44.23%。K9玻璃的高熱導(dǎo)率有效緩解了熱致波前畸變問(wèn)題透揣，使整體波前畸變較未鍵合結(jié)構(gòu)降低了14.29%济炎，展現(xiàn)了鍵合結(jié)構(gòu)在熱管理優(yōu)化中的優(yōu)勢(shì)。
1.2對(duì)高功率激光系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化-韓國(guó)光州科學(xué)技術(shù)學(xué)院
韓國(guó)光州科學(xué)技術(shù)學(xué)院（GIST）基礎(chǔ)科學(xué)研究所和相對(duì)論激光科學(xué)中心采用Phasics SID4 HR波前傳感器對(duì)高功率激光系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化辐真。
圖3：激光驅(qū)動(dòng)電子加速與太赫茲輻射示意圖
該團(tuán)隊(duì)發(fā)表在Nature的文章中须尚，探討了利用激光尾波場(chǎng)加速（LWFA）產(chǎn)生高能太赫茲輻射崖堤，尤其是在使用氮?dú)庾鳛槟繕?biāo)氣體時(shí)表現(xiàn)尤為顯著。通過(guò)引入Phasics SID4 HR波前傳感器耐床，研究團(tuán)隊(duì)精確測(cè)量出太赫茲輻射生成過(guò)程中的等離子體波前信息密幔，優(yōu)化電子加速和輻射輸出。
Phasics產(chǎn)品能夠幫助科學(xué)家更好地理解并控制等離子體加速過(guò)程中的光束特性撩轰，提升實(shí)驗(yàn)的精度和效率胯甩。
圖4 a) 從Lanex 1獲取的電子電荷 b) 從Lanex 2獲取的電子峰值能量 c) 使用太赫茲熱釋電探測(cè)器（PED）測(cè)量的信號(hào)，均在不同的焦點(diǎn)位置（x軸）和氣體背壓（y軸）下測(cè)量钧敞。目標(biāo)氣體為100%氦氣蜡豹、97%氦氣和3%氮?dú)獾幕旌衔雉锪福约?00%氮?dú)狻?/p>
d) 電子電荷（紅線(xiàn)）溉苛、峰值能量（藍(lán)線(xiàn)）和太赫茲信號(hào)（黑線(xiàn)）隨壓力變化。黑色星號(hào)代表圖2中選定的數(shù)據(jù)弄诲。在a中愚战，黑色條紋表示由于強(qiáng)電磁脈沖（EMP）未獲取100%氮?dú)鈹?shù)據(jù)
1.3為激光系統(tǒng)提供高精度的波前檢測(cè)-美國(guó)勞倫斯利弗莫爾guo家實(shí)驗(yàn)室
美國(guó)Lawrence Livermore國(guó)jia實(shí)驗(yàn)室NIF項(xiàng)目正在進(jìn)行的精密診斷系統(tǒng)升級(jí)中，Phasics SID4-HR波前傳感器作為關(guān)鍵組件齐遵，正在為激光系統(tǒng)的波前檢測(cè)提供前所未有的精度寂玲，支持激光系統(tǒng)的重調(diào)試和性能優(yōu)化。
圖5 通過(guò)拼接飽和和未飽和信號(hào)增強(qiáng)動(dòng)態(tài)范圍
精密診斷系統(tǒng)（PDS）是安裝在guo家點(diǎn)火裝置（NIF）中的一套激光診斷工具梗摇，能夠捕捉并診斷1053nm（1ω）光束拓哟，曾用于驗(yàn)證NIF的zui終光學(xué)3Ω頻率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)。PDS經(jīng)過(guò)十多年未使用后重新啟用并進(jìn)行了增強(qiáng)伶授，加入了Phasics的高分辨率波前成像断序、時(shí)間分辨的近場(chǎng)成像系統(tǒng)以及1ω光譜儀等新診斷工具，改善了對(duì)激光性能的理解和光束的表征糜烹，尤其是在光束間差異的分析上取得了進(jìn)展违诗。
1.4提升中紅外激光系統(tǒng)的光束質(zhì)量-匈牙利ELI-ALPS研究中心
ELI-ALPS研究中心是匈牙利的一個(gè)shi界級(jí)科研機(jī)構(gòu)，致力于阿秒光脈沖和高強(qiáng)度激光領(lǐng)域的研究疮蹦。它是ji端光基礎(chǔ)設(shè)施（ELI）項(xiàng)目的一部分诸迟，目標(biāo)是通過(guò)超快光學(xué)技術(shù)探測(cè)超短時(shí)間尺度的物理現(xiàn)象。該研究中心主要支持物理愕乎、化學(xué)和生物等多個(gè)領(lǐng)域的前沿科學(xué)研究阵苇，聚焦于激光與物質(zhì)相互作用的超快過(guò)程。
圖6 超快脈沖展寬及熱成像監(jiān)測(cè)的診斷系統(tǒng)
在ELI-ALPS研究中心感论，Phasics SID4 DWIR波前傳感器被用于100 kHz中紅外OPCPA系統(tǒng)的波前和聚焦特性測(cè)試慎玖。Phasics幫助ELI-ALPS驗(yàn)證了系統(tǒng)的空間分辨能力和波前畸變，極大提升中紅外激光系統(tǒng)的光束質(zhì)量笛粘。
1.5對(duì)相互作用腔中的焦點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化（精確測(cè)量和映射氣體密度剖面）-羅馬尼亞CETAL Petawatt裝置
CETAL Petawatt拍瓦系統(tǒng)集成了Phasics的OASys自適應(yīng)光學(xué)回路趁怔，并利用Phasics的SID4波前傳感器對(duì)相互作用腔中的焦點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化湿硝。SID4在該系統(tǒng)中還被用于精確測(cè)量和映射氣體密度剖面，為提高實(shí)驗(yàn)精度提供可靠支持润努。
二关斜、SID4波前傳感器介紹
相位四波橫向剪切干涉儀，稱(chēng)為SID4波前傳感器铺浇，QWLSI技術(shù)是為了克服Shack-Hartmann (SH)技術(shù)的分辨率不足而開(kāi)發(fā)的痢畜。它采用了智能衍射光柵設(shè)計(jì)，具有高靈敏度鳍侣、高分辨率丁稀、高重復(fù)性的特點(diǎn)。
圖1 SID4波前傳感器部分測(cè)試結(jié)果圖
★什么是波前傳感器?
波前傳感器是一種設(shè)計(jì)用來(lái)測(cè)量光波前的裝置倚聚。術(shù)語(yǔ)“波前傳感器”;適用于不需要任何參考光束干擾的波前測(cè)量?jī)x器线衫。波前傳感器的應(yīng)用范圍很廣，如光學(xué)測(cè)試和對(duì)準(zhǔn)(表面測(cè)量)惑折、傳輸波前誤差測(cè)量授账、調(diào)制。
★QWLSI四波橫向剪切干涉測(cè)量原理
四波橫向剪切干涉測(cè)量(QWLSI原理) 具有納米級(jí)靈敏度和高分辨率的相位和強(qiáng)度惨驶。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)依靠衍射光柵將入射光束復(fù)制成4個(gè)相同的波白热。經(jīng)過(guò)幾毫米的傳播，4個(gè)波紋重疊并干涉粗卜，在檢測(cè)器上產(chǎn)生干涉圖屋确。
★QWLSI四波橫向剪切干涉技術(shù)優(yōu)勢(shì)
四波橫向剪切干涉測(cè)量技術(shù)(QWLSI)，也被稱(chēng)為改進(jìn)哈特曼掩模技術(shù)续扔。它以其高空間分辨率攻臀，無(wú)需中繼透鏡即可測(cè)量發(fā)散光束的能力和消色差而脫穎而出。該技術(shù)于2004年由Phasics在市場(chǎng)上推出测砂，現(xiàn)在因其性能和易于集成而獲得國(guó)際認(rèn)可茵烈。
圖2 SID4波前傳感器
圖3 棋盤(pán)格網(wǎng)柵
三、190-400nm紫外波前傳感器
四砌些、400-1100nm可見(jiàn)光-近紅外波前傳感器
五呜投、900-1700nm短波紅外波前傳感器
六、 3-5 μm＆8-14 μm中紅外波前傳感器
關(guān)于生產(chǎn)商：
PHASICS成立于2003年存璃，提供光學(xué)計(jì)量和成像解決方案仑荐，從獨(dú)立的SID4波前傳感器到全自動(dòng)測(cè)試臺(tái)、Kaleo MTF纵东、MultiWAVE粘招，以及全模塊化計(jì)量解決方案Kaleo Kit。這一系列波前測(cè)量系統(tǒng)和定量相位成像解決方案基于創(chuàng)新的高分辨率波前傳感技術(shù)偎球。PHASICS獨(dú)特的洒扎、波前傳感技術(shù)被稱(chēng)為四波橫向剪切干涉術(shù)（QWLSI）辑甜。
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