多光束匀滑技术研究

摘要

在惯性约束聚变(ICF)实验中，对辐照在黑腔靶丸上的高功率激光的均匀度提出了较为苛刻的条件:平顶，陡边和低旁瓣。因此，如何在ICF中实现靶面上激光的均匀辐照，一直是被国内外专家学者研究的热点。本论文从ICF间接驱动装置中的激光排布出发，研究了互补偿相位板对靶面光强均匀辐照的重大意义，进一步对所有激光束辐照到黑腔内壁上的光强分布进行模拟仿真。论文的工作内容主要包括以下3部分:
　　1.基于标量衍射理论，建立多光束衍射传输的理论模型。详细介绍了互补偿相位板的设计方法及评价参数。利用改进的GS算法和模拟退火算法，理论仿真了互补偿相位板对激光光束均匀度的影响。仿真结果表明相对于普通相位板而言，互补偿相位板能有效的提升远场光斑的均匀度。
　　2.详细研究了互补偿相位板的容差能力。仿真结果表明，互补偿相位板具有更好的容差能力，对具有相同波前畸变的光束而言，通过互补偿相位板得到的远场焦斑的顶部均匀度提升了62.44％。
　　3.数值仿真了多束激光在黑腔内壁上的光强辐照特性。仿真结果表明:(1)光束不会发生堵孔效应;(2)随着入射角的增加，辐照在黑腔内壁上的光斑逐渐减小;(3)内环单位能量密度较小，黑腔内光强分布均匀性较差。通过调整外环焦斑尺寸使黑腔内壁上的光强分布更加均匀。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 光束匀滑技术研究现状

1．2．1 时间域匀滑技术

1．2．2 空间域匀滑技术

1．3 主要工作与结构安排

1．3．1 本课题主要工作

1．3．2 论文结构安排

第2章 理论分析

2．1 标量衍射理论

2．2 衍射光学元件理论设计模型

2．3 常用衍射光学元件设计方法

2．4 本章小结

第3章 互补偿相位板设计

3．1 互补偿相位板设计原理

3．1．1 光束传输模型

3．1．2 互补偿相位板设计思路

3．2 相位板的评价参数

3．3 GS算法设计互补偿相位板

3．3．1 设计原理

3．3．2 数值模拟与仿真

3．3．3 容差能力

3．4 模拟退火算法设计互补偿相位板

3．4．1 设计原理

3．4．2 数值模拟与仿真

3．4．3 容差能力

3．5 两种算法分析比较

3．6 本章小结

第4章 多光束在黑腔内的辐照特性研究

4．1 激光光束在黑腔内传输模型分析

4．2 分层拟合理论

4．3 模拟仿真

4．3．1 远场焦斑范围估算

4．3．2 数值模拟与分析

4．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间参与的科研项目和发表的论文