光束在級聯(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，屬于當今國際上的重大前沿基礎(chǔ)科研領(lǐng)域，對國防科技和未來能源開發(fā)有著極為重要的科學意義和應(yīng)用價值。新一代ICF激光驅(qū)動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)級聯(lián)而成。因此，理解并掌握光束在級聯(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)生過強的能量甚至造成元件損傷，對于ICF驅(qū)動器的設(shè)計與建造具有非常

2、積極的意義。 基于此，本文共分兩個部分。 第一部分，首先利用菲涅耳衍射原理和傅里葉變換方法，從理論上推導了高斯光束經(jīng)過級聯(lián)非線性介質(zhì)光傳輸系統(tǒng)后，任意位置處出射光場振幅分布的解析表達式，并在理論分析的基礎(chǔ)上進行了數(shù)值模擬計算；分析了解析解和數(shù)值計算結(jié)果之間的誤差；研究了光場強度峰值大小、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開光強峰值位置，為避免破壞的產(chǎn)生，在實際應(yīng)用中要對介質(zhì)排布間距進行有效的優(yōu)化。 第二部分，通過數(shù)值計算的方法，對級聯(lián)介質(zhì)光傳輸系統(tǒng)的“熱像”(hotimage)效應(yīng)進行了深入系統(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)排布間距對峰值光強的影響程度；得出了“熱像”點的強度隨介質(zhì)排布間距的變化規(guī)律。研究表明，“熱像”的強度與調(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度和衍射物