多模光纤激光束匀滑研究

发布时间：2021-07-17 16:55

　　在激光惯性约束核聚变研究中,为了达到实际的打靶需求,需要实际的靶面辐照达到非常高的均匀性,然而由于各种高功率的激光装置所输出的光束都并不能直接满足要求。因此为了使靶面光强分布均匀,需要研究各种高功率的激光装置所输出的光场束匀滑的方法。而激光聚变能发电有一个关键因素是激光驱动器的效率,高驱动器效率将大大降低对驱动器泵浦能量要求,使系统装置更加紧凑而且降低了成本。波导激光器如半导体泵浦的Yb光纤激光器其光光转换效率已接近70%,且可高重复频率运转,将为激光聚变发电提供潜在的发展机会。基于上述考虑,2008年G.A.Mourou提出了一种新的惯性约束驱动器方案,是基于光纤放大网络（Fiber Amplification Network:FAN）的激光驱动器,可以用来实现惯性约束核聚变（Inertial Confinement Fusion:ICF）,采用直接驱动和快点火方式打靶。直接驱动方式对光纤激光靶面辐照的均匀性要求很高,需要对数量众多单元光纤激光束及其分布特性进行优化设计以达到靶面辐照均匀性的要求。所以本文重点分析了多模光纤激光靶面辐照匀滑特性。分析了采用阵列透镜匀滑方案对多模光纤激光... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 惯性约束核聚变技术
        1.1.1 惯性约束核聚变(ICF)简介
        1.1.2 ICF的实现及驱动方式
    1.2 ICF中的均匀照明概述
        1.2.1 空间域匀滑技术
        1.2.2 时间域匀滑技术
        1.2.3 偏振匀滑技术
    1.3 匀滑技术在各个激光聚变装置上的应用状况
    1.4 本论文的主要研究内容和章节安排
    参考文献
第二章 多模光纤激光集束匀滑方案
    2.1 引言
    2.2 基于光纤放大网络的激光惯性约束驱动器
        2.2.1 基于光纤放大网络的激光惯性约束驱动器设计思想
        2.2.2 基于光纤放大网络的激光惯性约束驱动器的详细设计
        2.2.3 基于光纤放大网络的激光惯性约束驱动器的优势
    2.3 透镜阵列匀滑方案的探讨
        2.3.1 衍射型透镜阵列匀滑方案讨论
        2.3.2 成像型透镜阵列匀滑原理
    2.4 光斑匀滑效果的评价方法
    参考文献
第三章 多模光纤激光集束和透镜阵列匀滑的模拟
    3.1 光纤激光输出特征
    3.2 透镜阵列匀滑方案理论分析
        3.2.1 靶面离焦距离及透镜阵列单元尺寸对于束匀滑的影响
        3.2.2 多束光源集束叠加时的靶面匀滑特性理论分析
    参考文献
第四章 多模光纤激光靶面匀滑特性的实验研究
    4.1 透镜阵列单元尺寸对匀滑效果的影响
    4.2 靶面离焦距离对于匀滑效果影响的探讨
        4.2.1 靶面离焦距离对集束光纤激光叠加的影响
        4.2.2 靶面离焦距离对于靶面光强形貌的影响
        4.2.3 靶面离焦距离对于靶面光场不均匀度的影响
    4.3 集束光纤激光器数目对于束匀滑效果影响的探讨
    4.4 其他因素对于束匀滑效果影响的探讨
    参考文献
第五章 总结与展望
在读期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]利用部分相干光和同心角偏差透镜列阵实现二维靶面均匀辐照[J]. 郑建洲,于清旭,关寿华,董斌,曹晓君,芦永军,吴云峰.  物理学报. 2012(15)
[2]基于微透镜阵列光束均匀化的傅里叶分析[J]. 殷智勇,汪岳峰,贾文武,黄峰,强继平,雷呈强,张琳琳.  激光与红外. 2012(02)
[3]焦斑可调的透镜阵列均匀辐照光学系统[J]. 郑建洲,于清旭,卢永军,关寿华.  中国激光. 2007(03)
[4]高能激光光束质量的评价方法[J]. 王云萍,黄建余,乔广林.  光电子·激光. 2001(10)
[5]功率谱密度的数值计算方法[J]. 张蓉竹,蔡邦维,杨春林,许乔,顾元元.  强激光与粒子束. 2000(06)
[6]浅谈惯性约束核聚变[J]. 张杰.  物理. 1999(03)
[7]惯性约束聚变能源与激光驱动器[J]. 范滇元,贺贤土.  大自然探索. 1999(01)
[8]列阵均匀照明系统的优化设计[J]. 丘悦,邓锡铭.  强激光与粒子束. 1997(04)
[9]关于失调矩阵的讨论[J]. 卢亚雄,吕百达.  应用激光. 1989(06)
[10]用透镜阵聚焦实现均匀辐照的计算机分析[J]. 陈泽尊,梁向春,邓锡铭.  中国激光. 1986(02)



本文编号：3288572