强激光长程传输过程中受激转动拉曼散射近场特性的研究
发布时间：2021-03-21 18:54
为了实现惯性约束核聚变（ICF）,ICF激光驱动器一般使用超过百束的激光束同时均匀的辐照靶场。单路激光束的运行能量在近百KJ,运行功率密度在GW/cm2量级、光束口径在几十个cm范围,激光束传输距离在几十米到百米范围内,ICF驱动激光器的这些运行参数恰好为受激转动拉曼散射（SRRS）的发生创造了客观条件。SRRS效应的产生,会导致主激光能量损耗、光束近场均匀性降低、远场聚焦质量变差等问题,对ICF激光驱动器的总体输出造成恶劣影响。目前,有效抑制SRRS效应已成为ICF激光驱动器光束质量控制中迫切需要解决的问题之一。本文针对光束近场的演化特性对SRRS效应进行理论研究,为SRRS效应的有效抑制工作奠定基础。首先,从SRS过程的耦合波方程出发,基于光束近场对SRRS过程进行空间三维的理论建模研究;从文献中获得国内外ICF激光驱动器的SRRS实验研究结果与数据,对三维数值模型展开校核工作,使三维模型具备了描述SRS过程近场演化的正确性;利用该数值模型,说明SRRS效应的一些基本特性和SRRS效应阈值的决定因素。第二,SRRS效应的阈值对初始泵浦光的光束近场有强烈的依赖特性。数值构造具有位相信...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究目的和意义
1.2 ICF大型激光装置概况
1.3 受激转动拉曼散射对激光器输光近场质量的影响
1.4 强激光长距离传输SRRS研究现状分析
1.5 论文研究内容安排
第2章 SRRS基本理论与物理特性
2.1 引言
2.2 拉曼散射的物理解释
2.2.1 自发拉曼散射物理图像
2.2.2 受激拉曼散射物理图像
2.3 SRS的数值模型
2.4 瞬态SRS与稳态SRS
2.4.1 稳态下的SRS
2.4.2 瞬态下的SRS过程
2.5 转动拉曼散射的频谱特性
2.5.1 分子转动能级
2.5.2 纯转动拉曼散射频谱特性
2.6 受激转动拉曼散射产生条件
2.7 受激转动拉曼散射近场演化特性简述
2.8 本章小结
第3章 基于光束近场传输演化SRRS空间三维建模研究
3.1 引言
3.2 强激光长程传输SRRS三维数值模型的建立
3.2.1 数值模型的建立
3.2.2 模型的优化
3.3 三维数值演化模型的校核
3.3.1 基于Nova装置SRRS实验研究的校核
3.3.2 基于NIF装置的校核
3.3.3 基于OMEGA装置的校核
3.3.4 基于神光-Ⅲ装置的校核
3.4 三维模型下强激光长程传输SRRS基本特性的数值模型
3.4.1 SRRS效应阈值特性
3.4.2 SRRS时域演化特性
3.4.3 SRRS空域演化特性
3.5 强激光长程传输SRRS阈值的决定因素研究
3.5.1 脉宽对SRRS阈值影响
3.5.2 时域调制对SRRS阈值影响
3.5.3 初始激光束空间相位调制对SRRS阈值的影响
3.6 本章总结
第4章 强激光长程传输过程中受激转动拉曼散射近场特性的理论研究
4.1 引言
4.2 基于光束初始近场条件的SRRS阈值判据研究
4.2.1 位相反演法构造初始泵浦光场
4.2.2 强激光长程传输SRRS效应阈值判据研究
4.3 针对元件振幅型“缺陷”的SRRS近场演化特性研究
4.3.1 振幅型“缺陷”静态统计模型
4.3.2 振幅型“缺陷”对光束近场的强度调制
4.3.3 SRRS传输下光束近场演化特性的研究
4.3.4 忽略衍射的Stokes光放大传输过程中光束近场演化特性
4.3.5 衍射传输效应对SRRS过程光束近场演化特性的影响研究
4.4 SRRS空间频率响应及演化特性分析
4.4.1 近场功率谱密度的说明
4.4.2 SRRS近场演化特性的频域分析
4.4.3 针对元件振幅型“缺陷”对光束近场频域演化特性的分析
4.5 本章总结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光驱动核聚变研究进展[J]. 向世清. 科学. 2014(05)
[2]我国激光惯性约束聚变实验与诊断技术早期研究历史[J]. 王传珂,江少恩,丁永坤. 物理. 2014(02)
[3]Investigation of stimulated rotational Raman scattering of the high-power broadband laser with applied angular dispersion[J]. 樊心民,吕志伟,林殿阳,刘颖,朱成禹,何伟明,丁磊. Chinese Physics B. 2013(12)
[4]发散光长程空气传输受激转动拉曼散射效应[J]. 周丽丹,徐冰,王芳,贾怀庭,韩伟,李富全,冯斌. 强激光与粒子束. 2013(08)
[5]美国激光惯性约束聚变能源研究综述[J]. 刘成安,师学明. 原子核物理评论. 2013(01)
[6]不同宽带脉冲在钕玻璃放大器中的幅频效应[J]. 钟哲强,张彬. 强激光与粒子束. 2012(12)
[7]The effect of laser beam size on laser-induced damage performance[J]. 韩伟,王芳,周丽丹,冯斌,贾怀庭,李恪宇,向勇,郑万国. Chinese Physics B. 2012(07)
[8]我国激光惯性约束聚变实验研究进展[J]. 江少恩,丁永坤,缪文勇,刘慎业,郑志坚,张保汉,张继彦,黄天晅,李三伟,陈家斌,蒋小华,易荣清,杨国洪,杨家敏,胡昕,曹柱荣,黄翼翔. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2009(11)
[9]高功率固体激光装置光学元件“缺陷”分布的功率谱密度方法及等效求法[J]. 周丽丹,粟敬钦,李平,刘兰琴,王文义,王方,莫磊,程文雍,张小民. 物理学报. 2009(09)
[10]柯林斯公式的D-FFT计算[J]. 李俊昌. 计算物理. 2008(03)
博士论文
[1]惯性约束聚变激光驱动器中的SRS及其抑制方法研究[D]. 樊心民.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]激光空间特性对受激拉曼散射效应的影响研究[D]. 陈诚.哈尔滨工业大学 2014
[2]强激光长程传输过程中受激转动拉曼散射的抑制方法研究[D]. 蒲哲.哈尔滨工业大学 2012
[3]高功率激光驱动器受激拉曼散射控制的关键问题研究[D]. 王静.中国工程物理研究院 2011
[4]高功率激光装置光学元件“缺陷”分布与光束近场质量统计规律研究[D]. 周丽丹.中国工程物理研究院 2009
[5]位相畸变对强激光SRRS效应及聚焦特性的影响[D]. 陈剑华.四川大学 2007
[6]高功率固体激光光束质量诊断方法研究[D]. 赵军普.四川大学 2006
[7]高功率激光束中高频位相畸变特性的研究[D]. 刘红婕.中国工程物理研究院 2005
本文编号：3093376
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究目的和意义
1.2 ICF大型激光装置概况
1.3 受激转动拉曼散射对激光器输光近场质量的影响
1.4 强激光长距离传输SRRS研究现状分析
1.5 论文研究内容安排
第2章 SRRS基本理论与物理特性
2.1 引言
2.2 拉曼散射的物理解释
2.2.1 自发拉曼散射物理图像
2.2.2 受激拉曼散射物理图像
2.3 SRS的数值模型
2.4 瞬态SRS与稳态SRS
2.4.1 稳态下的SRS
2.4.2 瞬态下的SRS过程
2.5 转动拉曼散射的频谱特性
2.5.1 分子转动能级
2.5.2 纯转动拉曼散射频谱特性
2.6 受激转动拉曼散射产生条件
2.7 受激转动拉曼散射近场演化特性简述
2.8 本章小结
第3章 基于光束近场传输演化SRRS空间三维建模研究
3.1 引言
3.2 强激光长程传输SRRS三维数值模型的建立
3.2.1 数值模型的建立
3.2.2 模型的优化
3.3 三维数值演化模型的校核
3.3.1 基于Nova装置SRRS实验研究的校核
3.3.2 基于NIF装置的校核
3.3.3 基于OMEGA装置的校核
3.3.4 基于神光-Ⅲ装置的校核
3.4 三维模型下强激光长程传输SRRS基本特性的数值模型
3.4.1 SRRS效应阈值特性
3.4.2 SRRS时域演化特性
3.4.3 SRRS空域演化特性
3.5 强激光长程传输SRRS阈值的决定因素研究
3.5.1 脉宽对SRRS阈值影响
3.5.2 时域调制对SRRS阈值影响
3.5.3 初始激光束空间相位调制对SRRS阈值的影响
3.6 本章总结
第4章 强激光长程传输过程中受激转动拉曼散射近场特性的理论研究
4.1 引言
4.2 基于光束初始近场条件的SRRS阈值判据研究
4.2.1 位相反演法构造初始泵浦光场
4.2.2 强激光长程传输SRRS效应阈值判据研究
4.3 针对元件振幅型“缺陷”的SRRS近场演化特性研究
4.3.1 振幅型“缺陷”静态统计模型
4.3.2 振幅型“缺陷”对光束近场的强度调制
4.3.3 SRRS传输下光束近场演化特性的研究
4.3.4 忽略衍射的Stokes光放大传输过程中光束近场演化特性
4.3.5 衍射传输效应对SRRS过程光束近场演化特性的影响研究
4.4 SRRS空间频率响应及演化特性分析
4.4.1 近场功率谱密度的说明
4.4.2 SRRS近场演化特性的频域分析
4.4.3 针对元件振幅型“缺陷”对光束近场频域演化特性的分析
4.5 本章总结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光驱动核聚变研究进展[J]. 向世清. 科学. 2014(05)
[2]我国激光惯性约束聚变实验与诊断技术早期研究历史[J]. 王传珂,江少恩,丁永坤. 物理. 2014(02)
[3]Investigation of stimulated rotational Raman scattering of the high-power broadband laser with applied angular dispersion[J]. 樊心民,吕志伟,林殿阳,刘颖,朱成禹,何伟明,丁磊. Chinese Physics B. 2013(12)
[4]发散光长程空气传输受激转动拉曼散射效应[J]. 周丽丹,徐冰,王芳,贾怀庭,韩伟,李富全,冯斌. 强激光与粒子束. 2013(08)
[5]美国激光惯性约束聚变能源研究综述[J]. 刘成安,师学明. 原子核物理评论. 2013(01)
[6]不同宽带脉冲在钕玻璃放大器中的幅频效应[J]. 钟哲强,张彬. 强激光与粒子束. 2012(12)
[7]The effect of laser beam size on laser-induced damage performance[J]. 韩伟,王芳,周丽丹,冯斌,贾怀庭,李恪宇,向勇,郑万国. Chinese Physics B. 2012(07)
[8]我国激光惯性约束聚变实验研究进展[J]. 江少恩,丁永坤,缪文勇,刘慎业,郑志坚,张保汉,张继彦,黄天晅,李三伟,陈家斌,蒋小华,易荣清,杨国洪,杨家敏,胡昕,曹柱荣,黄翼翔. 中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2009(11)
[9]高功率固体激光装置光学元件“缺陷”分布的功率谱密度方法及等效求法[J]. 周丽丹,粟敬钦,李平,刘兰琴,王文义,王方,莫磊,程文雍,张小民. 物理学报. 2009(09)
[10]柯林斯公式的D-FFT计算[J]. 李俊昌. 计算物理. 2008(03)
博士论文
[1]惯性约束聚变激光驱动器中的SRS及其抑制方法研究[D]. 樊心民.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]激光空间特性对受激拉曼散射效应的影响研究[D]. 陈诚.哈尔滨工业大学 2014
[2]强激光长程传输过程中受激转动拉曼散射的抑制方法研究[D]. 蒲哲.哈尔滨工业大学 2012
[3]高功率激光驱动器受激拉曼散射控制的关键问题研究[D]. 王静.中国工程物理研究院 2011
[4]高功率激光装置光学元件“缺陷”分布与光束近场质量统计规律研究[D]. 周丽丹.中国工程物理研究院 2009
[5]位相畸变对强激光SRRS效应及聚焦特性的影响[D]. 陈剑华.四川大学 2007
[6]高功率固体激光光束质量诊断方法研究[D]. 赵军普.四川大学 2006
[7]高功率激光束中高频位相畸变特性的研究[D]. 刘红婕.中国工程物理研究院 2005
本文编号：3093376
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3093376.html
