SBS百皮秒脈沖壓縮介質(zhì)研究.pdf

1、激光慣性約束核聚變(Inertial Confinement Fusion,ICF)可以獲得巨大的能量,是有效解決未來能源危機和國防安全問題的重要途徑之一,特別是激光慣性約束核聚變提出的一種全新的沖擊點火方案,而沖擊點火迫切需要百皮秒脈沖的產(chǎn)生;同時,百皮秒激光脈沖在激光等離子體的產(chǎn)生,極紫外(EUV)光刻技術(shù),湯姆遜散射激光雷達(LIDAR)診斷以及激光醫(yī)療等方面也起到非常重要的應用,因此獲得百皮秒量級的激光脈沖具有重要的實際意義。<

2、br>　　本論文研究了基于受激布里淵散射(SBS,stimulated Brillouin scattering)脈沖壓縮技術(shù),相比于其他脈沖壓縮具有高的壓縮比和高能量轉(zhuǎn)換效率,工程造價低、放大效率高的特性。研究表明,介質(zhì)對SBS百皮秒脈沖壓縮有重要的影響。本文主要通過理論和實驗兩個方面對SBS脈沖壓縮中的介質(zhì)進行研究,理論上研究了介質(zhì)參數(shù)對Stokes脈寬的影響規(guī)律,實驗上選取了四種介質(zhì)進行了對比性研究及理論驗證,獲得了Stokes脈

3、沖寬度為200ps甚至更窄的激光脈沖輸出,給出了影響SBS百皮秒脈沖的主要介質(zhì)參數(shù),并找出了能替代FC-40的新型介質(zhì)。
　　首先,利用了SBS脈沖壓縮過程的理論模型。通過考慮保留聲波場的二階時間導數(shù)項,采用泵浦光的自發(fā)散射作為SBS的起始源,結(jié)合時間和空間的算法建立數(shù)值計算模型,最后編寫程序代碼;通過與國外參考文獻對比,進一步驗證了模擬程序的正確性。
　　其次,研究了不同介質(zhì)參數(shù)對Stokes脈沖寬度和SBS能量轉(zhuǎn)換效率的

4、影響規(guī)律。分析了Stokes脈沖寬度隨不同介質(zhì)參數(shù)(如:聲子壽命、增益系數(shù)、折射率和聲速)的變化情況以及不同介質(zhì)參數(shù)對應不同聲波場變化的情況;采用了歸一化算法進一步分析了四種介質(zhì)參數(shù)對Stokes脈沖寬度影響的優(yōu)先級別,并在理論上指出了影響SBS百皮秒脈沖壓縮的主要介質(zhì)參數(shù)。
　　最后,選取了四種不同參數(shù)的介質(zhì)在緊湊雙池結(jié)構(gòu)下進行對比性實驗研究及理論驗證。從實驗上初步研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的SBS脈沖壓縮特性,確保Stokes脈沖的穩(wěn)