大口径KDP晶体装配附加面形畸变抑制工艺优化.pdfVIP

第31卷第9期光学精密工程Vol.31No.9

2023年5月OpticsandPrecisionEngineeringMay2023

文章编号1004-924X（2023）09-1347-10

大口径KDP晶体装配附加面形畸变抑制工艺优化

111，21*1

全旭松，独伟锋，褚东亚，周海，叶朗

（1.中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳621900；

2.清华大学机械工程系，北京100084）

摘要：在高功率固体激光装置中，大口径KDP晶体的面形畸变控制是影响终端光学组件倍频转化效率的关键因素之一。

为了提高大口径KDP晶体的装配附加面形质量，提出了一种点支撑装配附加面形畸变抑制工艺方法。首先，通过遗传

算法对支撑点及其分布进行优化设计。然后，采用有限元分析方法对KDP晶体的装配预紧工艺进行优化设计。最后，

开展优化后的装配工艺对KDP晶体装配附加面形畸变的抑制和倍频转换效率的实验验证。实验结果表明：提出的工艺

方法对KDP晶体装配附加面形畸变具有良好的抑制效果，实测面形PV值为6.51μm，二倍频转化效率可达72.6%，且

重复装配的一致性良好。该方法大幅提升了晶体倍频效率和远场光斑质量，并在工程上得到应用与推广。

关键词：激光装置；KDP晶体；装配附加面形；点支撑；频率转换效率

中图分类号：TN242；TH162文献标识码：Adoi：10.37188/OPE..1347

MountingoptimizationonlargeapertureKDPcrystalto

minimizeassemblingdeformation

QUANXusong1，DUWeifeng1，CHUDongya1，2，ZHOUHai1*，YELang1

（1.ResearchCenterofLaserFusion，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China；

2.MechanicalDepartment，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China）

*Correspondingauthor，E-mail：a697097163.com

Abstract：Inthehigh-powerlaserfacility，controlofthesurfacedeformationofthelarge-apertureKDP

crystalisthekeyfactortoreducethefrequency-conversionefficiency.Toimprovetheassemblingquality

oftheKDPcrystal，apoint-supportingprocessmethodisproposedforminimizingtheassemblydeforma⁃

tion.First，ageneticalgorithmisusedtooptimizethesupportpointsandtheirdistributionscheme.Sec⁃

ond，thefinite-elementmethodisusedtooptimizetheassemblingp