高能CT(ComputedTomography)作為最先進的無損檢測手段之一，在國防、航空航天、核能核電、高鐵交通等行業的大型構件和大型裝備精密檢測方面具有重要應用價值。常規高能CT系統空間分辨率限制在3.5 lp/mm以內，阻礙了其在高端裝備上的進一步應用。

中國工程物理研究院研制的“精衛”系統將探測采樣時間縮短至15～30 min，相比于公開報道的世界最高空間分辨率的CoLoSSIS系統，成像空間分辨率提高了2～3倍，最短掃描時間縮短至1/5～1/10。

圖1 “精衛”高空間分辨成像結果

高能CT空間分辨率的提升首先需要高品質的電子源，即一定流強下更低發射度、更低能散的高亮度電子束。武漢光至科技有限公司耗時一年研制交付的低噪聲266nm皮秒激光器作為“精衛”系統激勵光陰極產生電子束團的關鍵子系統，為后續加速器產生了高質量和低時間抖動的電子束團，有效提升了系統的探測效率和分辨率。

圖2 低噪聲266nm皮秒激光器光路示意圖

如圖2所示，低噪聲的266nm皮秒激光器光學部分主要包括4個組件：

高穩皮秒鎖模振蕩器。基于可飽和吸收體(SESAM)鎖模原理，通過精準設計腔長和控制色散，實現178.5MHz重頻和12ps左右的脈沖輸出。SESAM固定在壓電陶瓷上，可以精確控制腔長以抑制環境噪聲對腔長的影響。

保偏光纖放大器。采用三級保偏光纖放大器將種子源的平均功率從10mW左右逐步提升到15W，并控制光纖中的非線性增長過程，抑制光譜展寬以保證后續較高的倍頻效率。

電光斬波和固體放大器。采用電光開關將脈沖斬波成脈沖串，宏脈沖寬度可調。脈沖串經過固體放大器進一步放大能量，并且要求保證1%以內的功率和能量波動。

非線性二倍頻和四倍頻。放大后的皮秒脈沖串，經過LBO晶體二倍頻為532nm，再經過BBO晶體四倍頻為266nm深紫外光，基頻到四倍頻效率優于10%。四倍頻后的輸出光經過光斑擴束整形后輸出，導入光陰極腔，聚焦于光陰極材料。

為了實現穩定的脈沖輸出，光至科技基于自身在MOPA脈沖激光器上積累的電控技術積累，專門定制開發了高穩定性的電控系統，包括基于FPGA的高速總控，低噪聲泵浦恒流驅動，高精度晶體溫控和高帶寬鎖頻閉環電子學。

經過長達1年的研制和調試工作，最終交付的深紫外光源達到了良好的光學指標，如下圖所示，順利完成了試驗工作。

(a)皮秒脈沖自相關測量曲線

(b)鎖頻后相位噪聲譜

(c)266nm激光的光束質量