Speaker
Description
Достижение дифракционного предела для пиковой интенсивности при фокусировке ограничено искажениями волнового фронта лазерного импульса. Волновой фронт искажается в неидеальных оптических элементах, в элементах с существенной тепловой нагрузкой, а также в воздушных потоках (динамические аберрации). Для компенсации искажений волнового фронта излучения мощных лазеров используются адаптивные оптические системы (АОС). АОС состоят из деформируемого зеркала, управляющей системы и датчика волнового фронта (ДВФ), с помощью которого обеспечивается обратная связь в системе.
Одной из проблем при работе с АОС является то, что в общем случае идеально плоский профиль волнового фронта в плоскости ДВФ не обеспечивает идеальной фокусировки в области взаимодействия. Это происходит по причине наличия в канале фокусировки и канале измерения фазы неидеальных оптических элементов, искажающих волновой фронт. Для поиска волнового фронта, обеспечивающего оптимальную фокусировку, применяются методы калибровки АОС, такие как апертурное зондирование, градиентный спуск на основе мод Цернике. Однако эффективность данных методов сильно снижается из-за влияния динамических искажений волнового фронта.
В докладе будут представлены методы калибровки АОС, в частности метод динамического переопределения эталонного волнового фронта и метод нахождения профиля волнового фронта по дефокусированному изображению фокального пятна при помощи нейросети.
Во второй части доклада будут показаны результаты экспериментов по фокусировке в PW режиме работы лазера, как в случае стандартной схемы работы, так и при реализации метода посткомпрессии (CafCA). В случае посткомпрессии из-за нелинейности также возникают искажения волнового фронта, зависящие от распределения интенсивности, при этом как по апертуре пучка, так и во времени. Коррекция в этом случае возможна только с точки зрения нахождения оптимальной формы волнового фронта. Другая особенность работы системы при реализации посткомпрессии заключается в том, что нелинейные фазовые искажения предполагают более сложную интерпретацию данных датчика волнового фронта. Датчик волнового фронта нельзя использовать для измерений с разрешением по времени (или по длине волны); в результате захватывается интегрированный по времени сигнал, соответствующий некоторой «эффективной» форме волнового фронта, на основе которой производится коррекция.
В PW режиме работы лазера при помощи АОС удалось достигнуть фокусировки с числом Штреля (S) 0.72 для схемы без посткомпресии. При переходе к схеме посткомпрессией фокусировка ухудшалась до значения S=0.17, после чего в ходе коррекции удалось улучшить значение S до 0.43.
