基于神光-Ⅲ原型裝置的直接驅(qū)動(dòng)靶面均勻照明理論研究.pdf

1、在ICF中心點(diǎn)火模型中，直接驅(qū)動(dòng)模式較間接驅(qū)動(dòng)在內(nèi)爆增益和激光作用效率等方面均有著突出的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于我國(guó)現(xiàn)已建成的神光-Ⅲ原型裝置（TIL，間接驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)），在保持其現(xiàn)有打靶光路排布條件下，嘗試采用一系列技術(shù)手段，使其兼?zhèn)渲苯域?qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)功能是具有重要意義的研究課題。本論文以此為目的，研究通過(guò)對(duì)光束波面的精密控制來(lái)實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)最為重要的物理需求——球靶表面均勻照明，從而完成該方面探索的第一步。
　　首先，系統(tǒng)介紹并研究了光學(xué)位相恢復(fù)算法

2、（包括基于Fourier變換的迭代算法、基于搜索極值的尋優(yōu)算法以及將兩種方法結(jié)合的雜化算法），繼而在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際模擬計(jì)算需要，理論驗(yàn)證了基于基爾霍夫衍射積分進(jìn)行位相恢復(fù)迭代計(jì)算的可行性，為入射光波面重構(gòu)的數(shù)學(xué)計(jì)算建立了基礎(chǔ)。
　　其次，以TIL狀態(tài)方程實(shí)驗(yàn)直接輻照平面靶為模擬背景，以ICF直接驅(qū)動(dòng)所需的靶面能量沉積均勻度為參數(shù)指標(biāo)，利用改進(jìn)的GS算法并通過(guò)Hankel坐標(biāo)變換計(jì)算得出滿足均勻照明條件的入射光波面結(jié)構(gòu)以及波面控

3、制元件（DOE）的相位分布，同時(shí)對(duì)四束激光在該平面靶上的照明均勻性進(jìn)行計(jì)算分析，以此給出平面靶均勻照明的入射光波面構(gòu)造規(guī)律，另一方面也對(duì)本文所改進(jìn)的波面重構(gòu)即位相恢復(fù)算法進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后，以TIL對(duì)球靶進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)ICF實(shí)驗(yàn)為假想模擬背景，利用前述的位相恢復(fù)、坐標(biāo)變換等數(shù)學(xué)工具，對(duì)球靶表面均勻照明進(jìn)行了系統(tǒng)的研究：1）引入球諧模分析理論，討論了TIL參數(shù)條件下靶面均勻性隨相對(duì)離焦量的變化關(guān)系，確定切聚焦為最佳的打靶方式；2）