基于低相干激光的束匀滑技术研究

发布时间：2023-08-09 15:42

　　惯性约束核聚变是实现可控聚变反应的主要技术路径之一,是提供清洁能源、解决人类能源问题的可能出路。惯性约束核聚变就是依靠燃料的惯性,通过将其动能转换为内能,在燃料惯性约束的时间范围内,实现可自持的聚变反应。激光驱动惯性约束聚变是目前看来最有望率先实现聚变点火的惯性约束聚变驱动方式。如何实现高效的束靶耦合是激光驱动方式面临的主要挑战之一。束匀滑技术是实现高效束靶耦合的关键技术,其对激光等离子体相互作用、靶丸对称压缩等多个物理过程影响巨大。本文提出了一种将诱导空间非相干技术与连续相位板焦斑整形技术相结合,实现高质量匀滑焦斑的新型束匀滑方法。论文主要包括以下三部分内容:1.提出了一种改进型的连续相位板设计算法——相位差滤波G-S算法,同时对比分析了新算法与传统G-S算法在设计相位板时的优缺点。结果表明,在选择合理参数的条件下,基于新算法设计的相位板,其远场包络与目标函数相符合,很好地满足了焦斑整形要求,具有一定优势。对于远场结果的统计分析显示,远场固定点的电场可以等效成一长度确定,方向随机的矢量与一圆高斯随机矢量相加,其幅角在0-2π范围内随机分布,其幅值符合莱斯分布。2.提出了一种结合使用I...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 ICF对不均匀性的要求
    1.3 激光束匀滑技术概况
        1.3.1 空间整形技术
        1.3.2 时间匀滑技术
    1.4 激光均匀性的评价方法
        1.4.1 能量分布不均匀性的描述方法
        1.4.2 单束焦斑评估
    1.5 本文研究内容
第二章 高功率激光系统中连续相位板的设计
    2.1 相位板设计概述
    2.2 G-S算法探究
        2.2.1 G-S算法收敛特性
        2.2.2 G-S算法远场统计规律
    2.3 相位差滤波CPP设计方法
        2.3.1 相位差滤波CPP设计方法基本过程
        2.3.2 收敛特性
        2.3.3 远场统计特性
    2.4 小结
第三章 ISI+CPP匀滑方法
    3.1 原理与模型
        3.1.1 ISI+CPP原理
        3.1.2 忽略相干函数渐变的简化模型
    3.2 ISI+CPP中CPP设计方法
        3.2.1 使用常规CPP时ISI+CPP的匀滑特性
        3.2.2 单独设计子块的拼接式CPP
    3.3 焦斑特性分析
        3.3.1 空间特性
        3.3.2 时间特性
    3.4 小结
第四章 近场滤波系统的设计
    4.1 双透镜滤波系统改善近场均匀性
    4.2 滤波系统设计
        4.2.1 传播距离对近场光强分布的影响
        4.2.2 ISI分割数与小孔形状对近场光强分布的影响
        4.2.3 准直误差对近场光强分布的影响
        4.2.4 滤波系统对ISI+CPP匀滑效果的影响
    4.3 小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3840516