受激布里渊散射百皮秒脉冲产生及波形保真放大特性研究

发布时间：2023-10-13 21:24

　　作为实现驱动惯性约束核聚变的冲击点火方案核心,高功率百皮秒量级的激光脉冲获得了广泛关注。此外,百皮秒脉冲在高空间分辨率激光雷达汤普逊散射诊断、空间光通信、激光材料加工、激光诱导产生等离子体等光学领域也有重要应用。基于受激布里渊散射(SBS)的时域脉宽压缩技术是目前获取亚纳秒脉冲的最有效手段,且具有脉冲压缩比高、能量转化效率高、可在不同波长条件下工作、结构简单可操作性强、光学相位共轭等优势。在纳秒泵浦光自激SBS脉宽压缩实验中,只有较低的入射能量下,激光焦点附近所发生的自聚焦与光学击穿效应可被有效避免,而且输出百皮秒Stokes光不易受到与泵浦光的不当相互作用位置影响而造成展宽现象,这限制了Stokes脉冲的能量提取效率;而种子注入式布里渊放大技术可对低能量百皮秒激光进一步功率放大。本文结合了SBS脉宽压缩与有源布里渊放大技术,获得了高峰值功率的波形无明显调制百皮秒级脉冲,主要研究内容为:理论方面,以一维SBS耦合波方程为基础建立了泵浦与Stokes相互作用的模型,数值模拟并分析了激光参数、介质参数及结构参数分别对SBS自激压缩和百皮秒种子注入式布里渊放大两个过程中,包含能量转化效率、输...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 SBS百皮秒脉冲产生与放大技术的研究现状与分析
        1.2.1 SBS脉宽压缩技术的国外研究现状
        1.2.2 SBS脉宽压缩技术的国内研究现状
        1.2.3 亚纳秒脉冲布里渊放大的国内外研究现状
        1.2.4 国内外研究现状分析及存在的主要问题
    1.3 本论文主要研究内容
第2章 SBS百皮秒脉冲产生与放大的理论
    2.1 引言
    2.2 SBS的基本理论
        2.2.1 SBS过程的起源
        2.2.2 SBS压缩产生百皮秒脉冲的物理过程分析
    2.3 SBS脉冲压缩理论模型的建立
        2.3.1 超瞬态SBS耦合波方程
        2.3.2 声波场的离散化
        2.3.3 光波场离散化
        2.3.4 SBS聚焦产生过程的模型
    2.4 本章小结
第3章 基于SBS的百皮秒脉冲产生与放大理论模拟
    3.1 引言
    3.2 单池结构自激SBS压缩产生百皮秒脉冲模拟
        3.2.1 泵浦激光能量对百皮秒脉冲产生结果的影响与分析
        3.2.2 透镜焦距对百皮秒脉冲产生结果的影响与分析
        3.2.3 介质声子寿命对百皮秒脉冲产生结果的影响与分析
        3.2.4 介质增益系数对百皮秒脉冲产生结果的影响与分析
    3.3 紧凑双池结构自激SBS压缩产生百皮秒脉冲模拟
        3.3.1 入射光能量对百皮秒脉冲产生结果的影响与分析
        3.3.2 放大池池长对百皮秒脉冲产生结果的影响与分析
    3.4 百皮秒脉冲的种子注入式布里渊放大模拟
        3.4.1 泵浦与种子峰值功率比对百皮秒脉冲放大结果的影响
        3.4.2 相对延时对百皮秒脉冲放大结果的影响
        3.4.3 介质声子寿命对百皮秒脉冲放大结果的影响
        3.4.4 介质增益系数对百皮秒脉冲放大结果的影响
    3.5 本章小结
第4章 SBS压缩产生与放大百皮秒脉冲实验研究
    4.1 引言
    4.2 SBS脉宽压缩产生百皮秒脉冲的实验研究
        4.2.1 激光泵浦源和SBS单池脉冲压缩实验装置
        4.2.2 聚焦单池SBS脉宽压缩产生百皮秒脉冲的实验结果与分析
    4.3 百皮秒种子脉冲布里渊放大的实验研究
        4.3.1 种子注入式放大实验装置
        4.3.2 百皮秒Stokes脉冲布里渊放大实验结果与分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3853799