激光惯性约束聚变（ICF）是用强激光辐照氘氚靶丸，以实现热核点火和燃烧，从而获取聚变能。靶丸的聚心内爆对靶面辐照均匀性有很高的要求，可以说激光靶面均匀辐照是ICF实验成功的必要条件。光谱色散匀滑（SSD）是一种能够有效改善靶面激光辐照均匀性的技术，而激光的带宽是决定SSD匀滑效果的重要因素。

   中科院上海光学精密机械研究所范薇课题组，通过优化微波和光波相速度匹配条件，成功研制出工作频率3.25GHz、通光口径5×5（mm）的高效率体位相调制器，为神光Ⅱ激光装置开展两维SSD研究奠定了基础。该研究成果将发表在Chinese Optics Letters 2013年第5期上（052301，2013）。

   电光调制是实现激光调制的方法之一，它具有开关速度快，结构简单等优点，因此在激光技术方面有广泛的应用。其中，高频位相调制器是一种电光调制器，它的一个重要应用点是在高功率激光驱动装置的种子源或预放大器中将窄带激光的光谱展宽，以满足SSD带宽的需求。高频体位相调制器作为多维SSD的关键器件，需同时具备较大的通光口径和高的调制效率。然而，调制器的效率与电光晶体口径面积的开方成反比，因此增大通光口径必然会降低调制效率。在此情况下，为确保高的调制效率，需要同时实现微波和光波的相速度匹配，高Q因子（即低的微波腔损）和高的微波耦合效率（微波从微波源耦合到调制器的效率）等条件。

   课题组采用谐振腔式设计高频体位相调制器，其原理为：由于铌酸锂电光晶体在电场中贮存静电能的相对能力远高于空气，晶体中的谐振频率低于空气波导的频率，因此在晶体段形成了微波谐振腔。通过控制电光晶体的宽度可以调节微波的相速度，微波相速度实际估算值约为光波的1.5倍。运用该优化的速度匹配条件，将调制器的效率提高了12.8%。

   相对于行波构型，谐振腔式的设计极大地提高了调制器的Q因子，实验测得的Q因子为118。所采用的微波耦合波导，获得了很好的微波耦合效率。在微波脉冲峰值功率为1kW的条件下，脉宽3ns、波长1053nm、带宽10^-6nm的激光，单程通过该调制器后带宽被展宽至0.13nm。由于该调制器具有较大的通光口径及高的调制效率，已经被应用于神光Ⅱ装置两维SSD的离线实验中，即将开展相应的在线实验研究，靶面辐照的匀滑效果将在后续的工作中进行报道。

说明：微波由波导耦合到侧面镀金的铌酸锂晶体中，并形成TE₁₀₁模的谐振场。窄带激光通过晶体的位相调制后，光谱被展宽。

论文链接：http://www.opticsjournal.net/abstract.htm?aid=OJ130425000025PlRoUq