激光融合的规模化
继惯性约束聚变(ICF)近期取得里程碑式成就后，激光界正积极探索新的架构，以构建更高效、千焦级且能以更高重复频率(如10 Hz)运行的激光系统。为了达到这些能量水平，相干光束合成(CBC)正成为一种可扩展的方法。
最近，来自CEA、LULI、LOA和Phasics的合作研究团队在《Optics Express》上发表了一项综合研究，验证了一种混合CBC方法。该研究提出使用被动CBC进行低能预放大，随后通过主动CBC合并多个子光束，将输出推向1 kJ的水平。
捕捉微秒级畸变
虽然主动CBC具有高度可扩展性，但它面临着重大的技术障碍，特别是在低重复频率、大口径系统中：需要诊断并纠正由闪光灯泵浦引起的快速波前变化。为了在多束光之间保持相位锁定，波前传感系统必须具备极高的速度和精度。
为了捕捉这些快速瞬态效应，团队依靠集成在HERA-LULI平台上的高速波前传感器：Phasics SID4-kHz。该装置使用1064 nm连续波探测激光，同时测量两个子束的波前和干涉图样。
SID4-kHz的动作
传统的干涉测量方法通常难以应用于这种动态环境，这使得单次波前传感在此处显得尤为重要。SID4-kHz以61 kHz的采样率和10 µs的快速曝光时间运行，成功捕捉到了瞬态波前扰动发生的瞬间。数据表明，在泵浦开始后不久，波前会发生快速变化，主要表现为倾斜，而高阶像差则保持在噪声水平之内。
通过在微秒内提取活塞相位变化，研究人员能够计算出稳定光束所需的精确反馈带宽，从而使团队能够估算出接近高组合效率(~99%)所需的反馈带宽。
为下一代激光器提供动力
基于这些成功的诊断结果，团队为1 kJ / 10 Hz激光器架构勾勒出了一条清晰的路径，依靠SID4波前传感器进行慢漂移补偿和快速单次校正。
这项工作展示了快速波前诊断如何成为扩展高能激光架构的实际需求。无论是用于惯性约束聚变(ICF)、拍瓦级激光器，还是高功率工业平台，SID4系列始终是先进波前控制领域值得信赖的工具。
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