單增益模塊和系統(tǒng)輸出光束波前畸變的測量與分析是MOPA系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計、光束質(zhì)量主動閉環(huán)控制的核心，利用高空間分辨率、大動態(tài)范圍波前測量系統(tǒng)，測量獲得了研制過程各類型單增益模塊的典型波前畸變特征，進(jìn)一步分析結(jié)果表明，MOPA單增益模塊的透射波前畸變主要是在板條寬度方向上兩邊緣區(qū)域的發(fā)散，消除整體傾斜和離焦后，可獲得板條像質(zhì)較好的區(qū)域和技術(shù)改進(jìn)方向。

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MOPA系統(tǒng)全功率輸出條件下，由于近場分布和波前畸變的耦合，精確測量其輸出光束波前畸變難度更大，本項目利用超高分辨率、超大動態(tài)范圍波前傳感器獲得了MOPA系統(tǒng)的輸出光束波前畸變特性(見圖1)，為自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計和MOPA光源系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化提供了技術(shù)支撐。

耐強(qiáng)光變形鏡研制取得進(jìn)展

變形鏡是自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的核心器件，特別是高能MOPA系統(tǒng)光束波前畸變空間頻率相對較高、動態(tài)范圍相對較大，且需要長時間接受強(qiáng)光輻照的工作條件，對變形鏡的研制提出了更高要求[1]。

通過主動冷卻和鍍膜成功解決了變形鏡長時間耐受強(qiáng)光輻射條件下鏡面溫升和鏡面形變的問題，目前，研制的變形鏡在額定工作條件下鏡面溫升[2]不超過3 ℃，鏡面由于溫升造成的面形變化值小于1 μm。研制的變形鏡可用動態(tài)范圍±4 μm，最大可校正離焦量20 μm；通過調(diào)節(jié)鏡面厚度，鏡面交連值可控制在10%~25%，為解決高能固體激光系統(tǒng)光束質(zhì)量主動控制問題奠定了重要基礎(chǔ)。

光束質(zhì)量閉環(huán)控制

利用自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)波前畸變共軛補(bǔ)償原理，對MOPA系統(tǒng)輸出光束開展了光束質(zhì)量主動閉環(huán)控制試驗，本項目組創(chuàng)新性地提出基于波前過采樣的變形鏡閉環(huán)控制策略，采用超越變形鏡空間帶寬的波前畸變采樣系統(tǒng)配置，既實現(xiàn)了對MOPA輸出強(qiáng)光光束波前畸變的準(zhǔn)確測量，又完成了長時間強(qiáng)光條件下的穩(wěn)定閉環(huán)，試驗結(jié)果表明，在設(shè)計功率和較長時間出光條件下平均遠(yuǎn)場光束質(zhì)量達(dá)到4.06 。

控制(自適應(yīng)光學(xué))兩大技術(shù)方向，結(jié)合高能MOPA系統(tǒng)的模塊化結(jié)構(gòu)特點，未來可在準(zhǔn)確測量單模塊透射波前畸變特性的基礎(chǔ)上，在MOPA級間耦合系統(tǒng)中增加部分主動器件，從光源內(nèi)部改善光束傳輸過程中的波前畸變特性，可望獲得較好的主被動相結(jié)合的控制效果。繼續(xù)致力于MOPA系統(tǒng)輸出特性測試分析、變形鏡性能改進(jìn)和光束質(zhì)量閉環(huán)控制算法以及閉環(huán)系統(tǒng)研究，可進(jìn)一步提高系統(tǒng)集成化、工程化水平。（來源：中國工程物理研究院）