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自动准直技术在高功率激光装置不断发展的过程中应运而生。高功率激光驱动器自动准直系统的目标是利用计算机、步进电机、光学采样系统、CCD摄像机等组成的闭环监视控制系统和光路中设置的光束近、远场基准和探测点,快速、准确地完成装置全系统光路的自动调整,确保从振荡器输出的激光光束能够稳定、精确地穿过预放大器、主放大器、终端光学组件,并准确地照射到微型靶丸上。数拍瓦装置(MPW)的结构复杂,光束口径大、光路元件多、光路长度长,这些都对光路的调整提出了更高的挑战。 本研究主要内容包括:⑴将基于远场采样的大口径光束准直系统应用于数拍瓦装置中,取代需要使用大口径成像透镜的传统光束准直系统,以满足数拍瓦装置对准直系统空间尺寸的要求。⑵基于光栅采样技术,开发了一套兼具远场准直和晶体准直功能的远场监测系统,取代了传统两套独立的远场准直系统和晶体准直系统。共用一套光学元件不但减少了远场准直和晶体准直系统的空间排布尺寸,还大大地降低了装置的成本。⑶设计了OPCPAⅡ非共线角的在线准直监测系统,利用CCD同时监测信号光和泵浦光的远场对LBO晶体的非共线角进行监测与控制,有效地解决了大能量OPCPA放大环节中的非共线角监控的技术难题,为数拍瓦装置提供理论依据与技术支撑。⑷将数字图像算法中的自适应阈值法应用到OPCPAⅡ远场指向双光斑图像处理当中,取代了固定阈值法,以满足系统对双光斑中心进行定位的要求。⑸开发了衰减片自动切换装置,成功将其应用于实验平台上,取代了原先手动切换衰减片的做法,提高了装置运行效率和远程控制能力。⑹开发了双光斑图像处理、目标IP设置、步进电机设置的人机界面,方便对数拍瓦装置准直系统进行操作和管理。