科创中国

电子信息技术

数万瓦级激光光源是限制高功率激光系统广泛应用的瓶颈问题。当前基于拉锥合束光源的万瓦激光武器有望列装，但其光束质量差、打击能力弱。薄膜合束激光光源有望破解高光束质量、低成本、皮实耐用的综合性能难题。但超陡度合束薄膜作为其核心器件，存在激光负载低的问题，导致薄膜合束光源打击效果弱、环境适应性差。项目组首先建立了高时空分辨测试技术揭示了高功率连续激光作用下合束薄膜失效损伤机理；结合多物理场模拟构建了超低温升、超陡度合束薄膜器件设计方法；发展了多目标控制的超精密薄膜制造技术，最终实现了4 nm高陡度、2000 W/cm2热负载能力、PV＜1/8高面形精度的合束器件的制备。在此基础上，系统研究了薄膜合束系统精密装调、面形动态探测及主动控制等关键技术，有效提升合束激光的输出功率和光束质量，成功研制出4路*** kW输出合束系统，其光束质量优于***。该合束光源已顺利应用于车载激光系统，并通过了外场静态与动态实验的验证，有力支撑了我国强激光系统的发展。

1. 实现了4 nm高陡度、2000W/cm2高损伤阈值的强激光负载合束器件的研制和产品化。国内目前报道的激光合束技术采用的进口合束薄膜，光谱陡度可以达到4 nm，但其激光热负载能力仅为100 W/cm2。本项目组研制的4 nm陡度合束器件，热负载能力可以达到2000 W/cm2。该器件已成功实现产品化，并广泛应用于国内科研院所的大型激光装置或设备中，为激光系统性能提升和长期稳定运行提供了可靠保障，处于国内领先地位。 2. 实现了*** kW激光合束光源的研制。国内目前报道的合束光源仅利用2路激光进行合成，实现了*** kW的激光输出，但由于合束镜性能差，光束质量M2为6。同济大学采用4路激光合成，实现了*** kW激光输出，光束质量M2优于***。 3. 提升了激光合束光源的环境稳定性，能够保证合成光斑在复杂多变的环境下依然完全重合：设计并构建了全新的控制光路系统，配合优于传统算法，无需迭代即可快速响应，实现多束光斑实时精确检测和控制。整体构成简单且易于集成，该系统不仅提高了激光合束位置检测的精度，还提高了激光合束样机的可靠性和稳定性。

王占山，同济大学精密光学工程技术研究所创始人，同济大学先进技术研究院院长，先进微结构材料教育部重点实验室主任，上海市数字光学前沿科学研究基地主任，上海市全光谱高性能光学薄膜器件与应用专业技术服务平台主任，国家重大专项专家委员会委员，国家自然科学基金委员会信息学部咨询委委员，国家重点研发技术专家组成员；上海市第十次党代会代表，国际光学与光子学学会会士，中国光学学会会士，中国光学学会理事会理事，中国光学工程学会常务理事，中国光学学会光学薄膜专业委员会副主任，教育部长江学者特聘教授，先后发表SCI收录论文200余篇，获授权专利100余项 程鑫彬，同济大学物理科学与工程学院教授、博士生导师，国家基金委杰青，军科委领域专家，GFKJ创新团队带头人。主要从事强激光薄膜、微纳光学和纳米计量方面的研究和教学工作。先后承担了基础加强计划项目，国家重点研发计划，国家重大专项，国家自然科学基金等10余项应用基础项目的研究。 焦宏飞，同济大学物理科学与工程学院教授、博士生导师，国家级高层次青年人才。长期从事光学薄膜研究工作，具备了扎实的理论基础、丰富的光学薄膜设计、工艺制作和特性表征经验。

点击查看