国产自主Holaser激光与光学设计软件的研制现状

Holaser激光与光学设计软件由中国科学院大科学激光工程研究专家自主编写,开发语言为C++,第一行代码写于1998年,至今已有近30年研发与科学实践验证历史。软件具备激光谐振腔、成像光学、激光脉冲放大、光束衍射传播、光纤、光栅、晶格能带、晶体匹配、光束整形、脉冲整形、光谱整形和像传递等设计功能,由4个主功能模块和17个子程序功能模块组成。

四大主功能模块

1. 激光谐振腔设计:支持稳定/非稳定、驻波/行波共4种谐振腔系统,涵盖22种光学元件,可计算腔稳定性、束腰位置、远场发散角等参数,支持鼠标点击式光路搭建和自动优化。

2. 成像光学设计:支持显微镜、望远镜、照相机、投影仪、激光放大、鬼像、杂散光等光路,涵盖24种光学元件,可计算点列图、球差、色差、畸变、光程差等像差参数。

3. 激光脉冲放大设计:支持单程、多程、级联、嵌套等任意激光放大光路,涵盖33种元件,考虑增益饱和、增益变窄、自相位调制、CPA/OPCPA、谐波转换、色散等因素,可计算脉冲波形、能量、B积分、谐波转换效率等。

4. 光束衍射传播设计:支持任意光束传播、谐振腔、光束整形、光纤耦合、相位板、光束聚焦等光路,涵盖84种元件,考虑空间衍射、像差、色差、自相位调制、光栅色散等因素,可计算近场分布、波前、能量集中度、斯特列尔比等。

主要子程序模块

软件还包含发射配置校准、发射平衡调整、光束传播计算环、连续相位板设计、光纤设计、光栅设计、像传递设计、单/双透镜设计、晶格能带设计、晶体匹配设计、折射率查询、线/场数据采集、图片转换、用户数据管理、数据文件分析等17个子程序模块,覆盖从光路设计到实验数据处理的完整流程。

Holaser软件支持鼠标点击式光路搭建、动态遍历、单参数更新与自动优化、多参数级联自动优化,并具备并行计算能力,可应用于任意激光谐振腔设计、高能PW激光系统、高功率激光驱动器、再生放大器、光束整形相位板、光纤耦合等场景。

内容来源:Holaser应用