泵浦光相位畸变对SRRS效应产生的影响研究
发布时间：2022-12-18 04:39
在开展惯性约束核聚变（ICF）项目中,驱动激光装置的研究是ICF实现的重要部分。但由于驱动激光装置的输出激光束功率高,到达靶丸距离过长,所以在强激光的长距离空气传输部分会极易发生受激旋转拉曼散射效应（SRRS）进而破坏输出光束质量。近场光束质量与SRRS效应的产生相关性很大,而影响近场光束质量的因素很多,其中,激光束发生波前相位畸变是不可忽略的因素之一。在激光装置内部造成输出激光束产生波前相位畸变的因素,包括光学元件加工精度、洁净程度等静态因素和泵浦过程中的热压力等动态因素。本文分析波前相位畸变对近场光束质量以及SRRS效应的影响,为SRRS效应的抑制工作提供理论参考。首先,基于SRRS耦合波传输方程,建立强激光长程传输的计算模型。确定波前相位畸变的评价方法,并分别以正弦相位调制和高斯随机相位屏物理模型作为波前相位畸变模型进行计算。计算发现:在正弦相位调制下的调制频率对于RMS Gradient的影响规律是成正弦波动增长的;在高斯相位畸变下,RMS Gradient和PV值随畸变尺度的增加而降低,在一定范围内近场通量调制度和对比度随RMS Gradient和PV值的增加而增大。然后,基...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 大型ICF高功率固体激光驱动装置及相位畸变来源
1.2.1 大型ICF高功率固体激光驱动装置的概况
1.2.2 大型ICF高功率固体激光装置的相位畸变来源
1.3 相位畸变对激光长程传输中的SRRS效应的影响研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 国内外研究现状分析
1.4 论文的主要研究内容及安排
第2章 强激光SRRS效应传输模型及相位畸变模型
2.1 引言
2.2 光散射效应
2.3 自发和受激拉曼散射效应
2.4 强激光SRRS效应传输模型
2.4.1 强激光长程传输中的SRRS效应
2.4.2 SRS增长过程
2.5 SRRS传输模型的计算方法
2.5.1 衍射传输部分的计算
2.5.2 SRRS传输模型的数值计算方法
2.6 波前相位畸变模型
2.7 本章小结
第3章 相位畸变对近场光束质量的影响
3.1 引言
3.2 主要计算参数
3.3 波前相位畸变程度的评价方法与近场光束质量的描述方法
3.3.1 波前相位畸变程度的评价方法
3.3.2 近场光束质量的描述方法
3.4 正弦相位调制对近场光束质量的影响
3.5 波前相位畸变对近场光束质量的影响
3.5.1 相位畸变尺度对近场光束质量的影响
3.5.2 波前相位畸变程度对近场光束质量的影响
3.6 本章小结
第4章 泵浦光相位畸变对SRRS效应的影响
4.1 引言
4.2 稳态拉曼增益系数的计算
4.3 泵浦光参量对SRRS效应的影响
4.3.1 脉宽对SRRS效应的影响
4.3.2 光强对SRRS效应的影响
4.3.3 波前相位畸变对SRRS效应增长的影响
4.4 正弦相位调制对SRRS效应的影响
4.5 基频泵浦光相位畸变对SRRS效应的影响
4.5.1 相位畸变尺度对SRRS效应阈值距离的影响
4.5.2 相位畸变程度对SRRS效应阈值距离的影响
4.6 三倍频泵浦光相位畸变程度对SRRS效应阈值距离的影响
4.7 相位畸变尺度与相位畸变频率之间的关系
4.7.1 相位畸变频率计算的理论基础
4.7.2 畸变频率计算的验证
4.7.3 低频相位畸变分界点的划分
4.7.4 高频相位畸变分界点的划分
4.8 本章小结
第5章 二维相位畸变对SRRS效应的影响
5.1 引言
5.2 二维相位畸变对近场光束质量的影响
5.2.1 二维畸变相位分布
5.2.2 二维相位畸变对近场光束质量的影响
5.3 二维相位畸变对SRRS效应的影响
5.3.1 二维相位畸变对SRRS效应阈值距离的影响
5.3.2 二维相位畸变对SRRS传输光束影响
5.3.3 二维混合相位畸变对SRRS效应的影响
5.4 本章小节
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]神光-Ⅲ主机装置成功实现60TW/180kJ三倍频激光输出[J]. 郑万国,魏晓峰,朱启华,景峰,胡东霞,张小民,粟敬钦,郑奎兴,王成程,袁晓东,周海,陈波,王健,马平,许乔,杨李茗,代万俊,周维,王方,许党朋,谢旭东,冯斌,彭志涛,郭良福,陈远斌,张雄军,刘兰琴,林东晖,党钊,向勇,陈晓东,张维岩. 强激光与粒子束. 2016(01)
[2]国外用于快点火的高能拍瓦激光器研发现状[J]. 姬寒珊,胡曦文. 现代军事. 2015(12)
[3]不同波前畸变对连续相位板焦斑的影响[J]. 冯友君,王忠. 激光与光电子学进展. 2015(07)
[4]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)
[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]激光核聚变与高功率激光:历史与进展[J]. 范滇元,张小民. 物理. 2010(09)
[7]激光核聚变的发展(邀请论文)[J]. 林尊琪. 中国激光. 2010(09)
[8]柯林斯公式的D-FFT计算[J]. 李俊昌. 计算物理. 2008(03)
[9]受激旋转拉曼散射效应对基频光光束质量的影响[J]. 张世杰,陈剑华,李琨,张彬,李恪宇. 强激光与粒子束. 2007(10)
[10]受激旋转拉曼散射对强紫外激光相位的影响[J]. 陈剑华,李恪宇,李琨,张彬,王成程. 强激光与粒子束. 2006(07)
博士论文
[1]气体中的受激拉曼散射研究及其在激光波长转换中的应用[D]. 冷静.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2006
[2]ICF系统光学元件高精度波前检测技术研究[D]. 张蓉竹.四川大学 2003
硕士论文
[1]激光束近场质量对传输过程中受激拉曼散射效应的影响[D]. 王喆.哈尔滨工业大学 2016
[2]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[D]. 王艳雪.哈尔滨工业大学 2015
[3]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
[4]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
[5]ICF高功率激光驱动器中受激拉曼散射效应研究[D]. 罗莉.四川大学 2005
[6]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：3721357
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 大型ICF高功率固体激光驱动装置及相位畸变来源
1.2.1 大型ICF高功率固体激光驱动装置的概况
1.2.2 大型ICF高功率固体激光装置的相位畸变来源
1.3 相位畸变对激光长程传输中的SRRS效应的影响研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 国内外研究现状分析
1.4 论文的主要研究内容及安排
第2章 强激光SRRS效应传输模型及相位畸变模型
2.1 引言
2.2 光散射效应
2.3 自发和受激拉曼散射效应
2.4 强激光SRRS效应传输模型
2.4.1 强激光长程传输中的SRRS效应
2.4.2 SRS增长过程
2.5 SRRS传输模型的计算方法
2.5.1 衍射传输部分的计算
2.5.2 SRRS传输模型的数值计算方法
2.6 波前相位畸变模型
2.7 本章小结
第3章 相位畸变对近场光束质量的影响
3.1 引言
3.2 主要计算参数
3.3 波前相位畸变程度的评价方法与近场光束质量的描述方法
3.3.1 波前相位畸变程度的评价方法
3.3.2 近场光束质量的描述方法
3.4 正弦相位调制对近场光束质量的影响
3.5 波前相位畸变对近场光束质量的影响
3.5.1 相位畸变尺度对近场光束质量的影响
3.5.2 波前相位畸变程度对近场光束质量的影响
3.6 本章小结
第4章 泵浦光相位畸变对SRRS效应的影响
4.1 引言
4.2 稳态拉曼增益系数的计算
4.3 泵浦光参量对SRRS效应的影响
4.3.1 脉宽对SRRS效应的影响
4.3.2 光强对SRRS效应的影响
4.3.3 波前相位畸变对SRRS效应增长的影响
4.4 正弦相位调制对SRRS效应的影响
4.5 基频泵浦光相位畸变对SRRS效应的影响
4.5.1 相位畸变尺度对SRRS效应阈值距离的影响
4.5.2 相位畸变程度对SRRS效应阈值距离的影响
4.6 三倍频泵浦光相位畸变程度对SRRS效应阈值距离的影响
4.7 相位畸变尺度与相位畸变频率之间的关系
4.7.1 相位畸变频率计算的理论基础
4.7.2 畸变频率计算的验证
4.7.3 低频相位畸变分界点的划分
4.7.4 高频相位畸变分界点的划分
4.8 本章小结
第5章 二维相位畸变对SRRS效应的影响
5.1 引言
5.2 二维相位畸变对近场光束质量的影响
5.2.1 二维畸变相位分布
5.2.2 二维相位畸变对近场光束质量的影响
5.3 二维相位畸变对SRRS效应的影响
5.3.1 二维相位畸变对SRRS效应阈值距离的影响
5.3.2 二维相位畸变对SRRS传输光束影响
5.3.3 二维混合相位畸变对SRRS效应的影响
5.4 本章小节
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]神光-Ⅲ主机装置成功实现60TW/180kJ三倍频激光输出[J]. 郑万国,魏晓峰,朱启华,景峰,胡东霞,张小民,粟敬钦,郑奎兴,王成程,袁晓东,周海,陈波,王健,马平,许乔,杨李茗,代万俊,周维,王方,许党朋,谢旭东,冯斌,彭志涛,郭良福,陈远斌,张雄军,刘兰琴,林东晖,党钊,向勇,陈晓东,张维岩. 强激光与粒子束. 2016(01)
[2]国外用于快点火的高能拍瓦激光器研发现状[J]. 姬寒珊,胡曦文. 现代军事. 2015(12)
[3]不同波前畸变对连续相位板焦斑的影响[J]. 冯友君,王忠. 激光与光电子学进展. 2015(07)
[4]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)
[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]激光核聚变与高功率激光:历史与进展[J]. 范滇元,张小民. 物理. 2010(09)
[7]激光核聚变的发展(邀请论文)[J]. 林尊琪. 中国激光. 2010(09)
[8]柯林斯公式的D-FFT计算[J]. 李俊昌. 计算物理. 2008(03)
[9]受激旋转拉曼散射效应对基频光光束质量的影响[J]. 张世杰,陈剑华,李琨,张彬,李恪宇. 强激光与粒子束. 2007(10)
[10]受激旋转拉曼散射对强紫外激光相位的影响[J]. 陈剑华,李恪宇,李琨,张彬,王成程. 强激光与粒子束. 2006(07)
博士论文
[1]气体中的受激拉曼散射研究及其在激光波长转换中的应用[D]. 冷静.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2006
[2]ICF系统光学元件高精度波前检测技术研究[D]. 张蓉竹.四川大学 2003
硕士论文
[1]激光束近场质量对传输过程中受激拉曼散射效应的影响[D]. 王喆.哈尔滨工业大学 2016
[2]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[D]. 王艳雪.哈尔滨工业大学 2015
[3]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
[4]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
[5]ICF高功率激光驱动器中受激拉曼散射效应研究[D]. 罗莉.四川大学 2005
[6]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：3721357
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3721357.html
