基于偏振控制板的靶面束匀滑技术研究

发布时间：2020-07-28 22:41

【摘要】：惯性约束聚变(ICF)实验中,高功率激光靶面辐照的均匀性是实验成败的关键因素,因此对靶面辐照的均匀性提出了相当严格的要求,要求打到靶面的光斑强度分布具有平顶、陡边、低旁瓣的特征。在高功率固体激光驱动器的研究领域,改善靶面光强分布的辐照均匀性一直是一个前沿性课题,具有重要的理论价值和实际意义。本论文主要研究利用联合相位板的方法,使偏振态正交的两束光的强度分布相互补偿的束匀滑方案。论文的主要内容可以分为以下四个方面:1.详细介绍偏振控制板的偏振匀滑原理,设计出一种优化的偏振控制板与空域匀滑技术联合使用的光束匀滑方案,该方案能够使偏振态相互正交的两束线偏振光在靶面上形成的光斑强度分布具有相互补偿性;然后介绍对焦面光斑质量评价的空域和频域两种标准;最后对系统的随机特性进行简要分析。2.在已知目标光束的条件下,利用G-S算法恢复出匀滑偏振态正交的两束线偏振光的两个相位分布,根据这两个相位分布计算出偏振控制板和空域相位板的相位分布;针对G-S算法存在的不足,又分别采用追迹法与G-S算法相结合的混合算法、G-S改进算法这两种算法进行相位恢复;通过详细的数值模拟验证三种算法的有效性;并通过光斑顶部光强均方差、能量利用率、功率谱密度曲线等参数对三种算法得到的光斑质量进行评价,进而评价联合相位板的有效性,结果表明,三种相位恢复算法得到的联合相位板都具有控制光斑轮廓和降低光斑的小尺度不均匀性的能力,其中,G-S改进算法得到的联合相位板在改善光斑的不均匀性方面效果最佳。3.分析波前畸变对三种不同算法得到的联合相位板的匀滑效果的影响,数值计算结果表明,G-S改进算法、追迹法与G-S算法相结合的混合算法、G-S算法对波前畸变的容忍度依次减小。4.对本文设计得到的偏振控制板和相位板联合使用的方案与目前已有的方案进行比较,发现前者较后者,在光斑的顶部光强均匀度和能量利用率两方面都得到了改善。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TL632

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