百皮秒激光脈沖布里淵放大時(shí)域特性研究.pdf

1、沖擊點(diǎn)火是一種新型的慣性約束核聚變點(diǎn)火方式，它要求激光脈沖寬度為200ps左右，脈沖能量在千焦耳以上，脈沖峰值功率在數(shù)十太瓦。傳統(tǒng)的MOPA和CPA技術(shù)都無法實(shí)現(xiàn)高效的高功率百皮秒脈沖放大，而受激布里淵散射(Stimulated Brillouin Scattering，SBS)脈沖壓縮與放大技術(shù)，能夠獲得高峰值功率的百皮秒激光脈沖，并且結(jié)構(gòu)簡單，不需要對激光器進(jìn)行較大的改進(jìn)，從而具有較高的應(yīng)用價(jià)值。本文的主要目的是研究SBS脈沖壓縮過

2、程中，影響百皮秒Stokes穩(wěn)定性的因素，為SBS放大過程提供較為穩(wěn)定的種子光源；同時(shí)研究SBS放大過程中百皮秒激光脈沖的時(shí)域特性。
　　首先，分析了Stokes脈沖產(chǎn)生的過程；從Maxwell方程出發(fā)，推導(dǎo)出了SBS脈沖壓縮與放大的理論模型，為接下來的數(shù)值模擬奠定基礎(chǔ)。
　　其次，以超瞬態(tài)理論模型為基礎(chǔ)，利用Fortran軟件，數(shù)值模擬了SBS放大過程中，泵浦光參數(shù)、種子光參數(shù)、介質(zhì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)對百皮秒Stokes脈沖時(shí)

3、域特性的影響，從模擬的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些參數(shù)對放大后的Stokes脈沖的時(shí)域特性均產(chǎn)生較大的影響，從中分析了相關(guān)因素對Stokes脈沖時(shí)域特性的影響規(guī)律，并分析了產(chǎn)生的原因。
　　最后，實(shí)驗(yàn)方面以重氟化碳FC-70和FC-40為SBS介質(zhì)，利用振放雙池結(jié)構(gòu)，研究了泵浦光能量在200mJ以下、脈寬為8ns、波長為532nm的情況下，泵浦光能量、結(jié)構(gòu)參數(shù)以及介質(zhì)參數(shù)對Stokes脈寬和能量的影響，分析了能夠輸出的穩(wěn)定Stokes種子光的相

4、關(guān)參數(shù)，為SBS放大過程提供較為穩(wěn)定的種子光。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在200mJ能量以下，增益系數(shù)較小的FC-70產(chǎn)生Stokes脈寬的穩(wěn)定性優(yōu)于增益系數(shù)較大的FC-40。但在產(chǎn)生最窄的Stokes方面，由于泵浦光能量較低，F(xiàn)C-40產(chǎn)生的Stokes脈寬更窄為102ps。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，增加介質(zhì)的流動(dòng)性、過濾介質(zhì)中的雜質(zhì)，以及保持介質(zhì)溫度的恒定，對于提高SBS產(chǎn)生過程的穩(wěn)定性均有很大的幫助。
　　在百皮秒Stokes放大方面，以FC-40為S