光束在級(jí)聯(lián)非線性介質(zhì)中的傳輸特性研究.pdf

1、慣性約束聚變(InertialConfinementFusion，ICF)是受控核聚變的常用方法之一，屬于當(dāng)今國(guó)際上的重大前沿基礎(chǔ)科研領(lǐng)域，對(duì)國(guó)防科技和未來能源開發(fā)有著極為重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。新一代ICF激光驅(qū)動(dòng)器的主放大器均采用多程放大結(jié)構(gòu)，放大器一般由八片左右的片狀放大介質(zhì)級(jí)聯(lián)而成。因此，理解并掌握光束在級(jí)聯(lián)非線性介質(zhì)中的傳輸特性，從而避免光束在空間傳輸過程中產(chǎn)生過強(qiáng)的能量甚至造成元件損傷，對(duì)于ICF驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與建造具有非常

2、積極的意義。 基于此，本文共分兩個(gè)部分。 第一部分，首先利用菲涅耳衍射原理和傅里葉變換方法，從理論上推導(dǎo)了高斯光束經(jīng)過級(jí)聯(lián)非線性介質(zhì)光傳輸系統(tǒng)后，任意位置處出射光場(chǎng)振幅分布的解析表達(dá)式，并在理論分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算；分析了解析解和數(shù)值計(jì)算結(jié)果之間的誤差；研究了光場(chǎng)強(qiáng)度峰值大小、峰值出現(xiàn)的位置以及光束的束寬和調(diào)制因子等參量在級(jí)聯(lián)介質(zhì)中的變化關(guān)系；分析了介質(zhì)之間不同的空間配置距離對(duì)光束傳輸性能的影響規(guī)律。研究表明，

3、在介質(zhì)排布過程中要盡量錯(cuò)開光強(qiáng)峰值位置，為避免破壞的產(chǎn)生，在實(shí)際應(yīng)用中要對(duì)介質(zhì)排布間距進(jìn)行有效的優(yōu)化。 第二部分，通過數(shù)值計(jì)算的方法，對(duì)級(jí)聯(lián)介質(zhì)光傳輸系統(tǒng)的“熱像”(hotimage)效應(yīng)進(jìn)行了深入系統(tǒng)地研究，分析了“熱像”的演變規(guī)律；研究了衍射物尺寸和介質(zhì)排布間距對(duì)峰值光強(qiáng)的影響程度；得出了“熱像”點(diǎn)的強(qiáng)度隨介質(zhì)排布間距的變化規(guī)律。研究表明，“熱像”的強(qiáng)度與調(diào)制平面到介質(zhì)入射面的距離基本上沒有關(guān)系，但是與輸入光束的強(qiáng)度和衍射物