天光一號(hào)系統(tǒng)前端短脈沖產(chǎn)生及整形研究.pdf

1、KrF準(zhǔn)分子激光器為慣性約束核聚變(ICF)驅(qū)動(dòng)器的候選者之一。研究表明ICF所需的驅(qū)動(dòng)脈沖寬度應(yīng)在1~10 ns，并具有良好的空間輻照均勻性?！疤旃庖惶?hào)”系統(tǒng)是目前我國(guó)最大的高功率準(zhǔn)分子激光系統(tǒng)，系統(tǒng)前端產(chǎn)生的ASE脈沖，脈寬大于10ns，不滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)脈沖的要求。為此，本文針對(duì)“天光一號(hào)”系統(tǒng)前端進(jìn)行了短脈沖產(chǎn)生和堆積、放大等整形方案的理論和實(shí)驗(yàn)研究。
　　本文在短脈沖產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)研究中，首先采用單鏡振蕩淬滅法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)脈沖寬度

2、可以從10.6ns壓縮到5.1ns，但輸出脈沖后沿壓縮不徹底；為此，提出了激光脈沖輔助淬滅法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)脈沖寬度可以從12.6ns壓縮到4.7ns，后沿壓縮問(wèn)題得到解決，但是短脈沖穩(wěn)定性很差；為此，進(jìn)一步提出了雙鏡淬滅法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)脈沖寬度可以從12.6ns壓縮到2.5ns左右，穩(wěn)定性很好，后沿壓縮較徹底。在脈沖堆積和放大的數(shù)值模擬研究中，脈沖堆積的數(shù)值模擬結(jié)果表明：影響脈沖堆積的主要因素為源脈沖波形對(duì)稱(chēng)性、各子脈沖峰值功率密度比和

3、各子脈沖間的延時(shí)；用短脈沖能夠堆積出近平頂脈沖和沖擊點(diǎn)火所需的驅(qū)動(dòng)脈沖，理論上證明了脈沖堆積具有整形出復(fù)雜波形脈沖的能力。同時(shí)還分析了源脈沖寬度波動(dòng)對(duì)堆積脈沖的影響，發(fā)現(xiàn)在源脈沖脈寬波動(dòng)度不大于5％時(shí)，堆積脈沖波形基本不受影響。脈沖放大的數(shù)值模擬結(jié)果表明：注入脈沖能量越大，脈沖經(jīng)放大后引起波形畸變就越大。最后，在理論上證明了KrF ASE脈沖經(jīng)壓縮、堆積、放大后，可以獲得ICF所需的驅(qū)動(dòng)脈沖。在獲得短脈沖的基礎(chǔ)上，通過(guò)兩束脈沖堆積和三束