神光Ⅲ原型装置终端靶场采用大口径取样光栅对透射的351 nm激光取样进行脉冲波形测试, 由于取样光聚焦点光线不是等光程的, 该取样方式将导致时间波形的畸变。建立了光栅全口径取样后聚焦的三倍频激光脉冲波形叠加模型, 模型考虑了激光光束近场强度分布和近场各点到聚焦点的光程变化两个主要影响因素, 研究了取样脉冲波形的叠加特性, 给出了该测量技术的适用范围和测量精度。结果表明, 对于取样光束口径为290 mm×290 mm,取样焦距为1380 mm,取样角为11.5°的基于光栅取样的脉冲波形测量系统, 只要被测激光脉宽大于1 ns, 取样后脉冲波形原始波形一致, 没有展宽。实验标定结果表明, 神光Ⅲ原

大型激光装置中的参数诊断系统需要使用缩束系统, 将被测脉冲转换为小口径光束, 以匹配相应的参数测量仪器。由于超短脉冲具有较宽的光谱, 因此在实际使用中会产生色散, 从而影响参数测量结果的准确性。分析了缩束系统的光学特性, 以及取样镜产生的群速度色散(GVD), 为诊断系统的设计提供依据。分析结果表明, 带楔角的取样反射镜与后续光路中使用楔形真空窗口构成了一对棱镜, 产生负的群速度色散。其数值与楔角的大小、传输距离成正相关。对于脉冲宽度大于50 fs的超短脉冲, 可以认为其脉冲宽度没有发生变化。这样就可以知道该参数诊断系统的工作范围。