栅栏脉冲与等离子体相互作用研究
发布时间：2024-04-11 19:32
在间接驱动惯性约束核聚变中,高能激光分别从内环以及外环注入到黑腔内,在腔壁上激发X射线,使之作用靶丸完成内爆。靶丸受到X射线作用,会向外喷发等离子体,与入射到腔壁上的激光相互作用,激发各种参量不稳定性(受激拉曼散射,受激布里渊散射,成丝等)。由于与内环、外环激光作用的等离子体密度不一样,参量不稳定性所造成的内外环散射光强度也不一样,这不仅降低了光束入射到黑腔面上的能量,还破坏了靶丸的辐射对称性；同时受激拉曼散射除了能将入射光散射,它所激发的电子等离子体波还会产生超热电子,破坏靶丸的等嫡压缩过程。因此如何抑制激光等离子体相互作用中参量不稳定性,提高束靶耦合效率,一直是人们关心和研究的重点。 为了抑制参量不稳定性,各国科学家相继提出了光谱色散匀滑,偏振匀滑,连续相位板等一系列光束匀滑方法。它们通过均匀光束的空间能量分布,让光束焦斑在靶面快速移动,有效的避免了亮斑成丝,抑制了参量不稳定性。但是由于与内环激光作用的等离子体密度更高,激发产生的参量不稳定性更强,仅采用束匀滑方法是不够的。基于这点本文提出利用栅栏脉冲来抑制参量不稳定性中的SRS增长。当栅栏脉冲与等离子体相互作用时,通过不断的衰减电...
【文章页数】：125 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 . 绪论
1.1 受控核聚变
1.2 激光等离子体相互作用对聚变的影响
1.3 国内外光束匀滑技术
1.3.1 随机位相板
1.3.2 相息相位板
1.3.3 连续位相板
1.3.4 阵列透镜技术
1.3.5 偏振匀滑技术
1.3.6 诱导空间非相干技术
1.3.7 自发辐射放大加上光谱角色散
1.3.8 光谱色散平滑
1.4 利用光束匀滑对激光等离子作用的抑制
1.4.1 Nova
1.4.2 NIF
1.4.3 OMEGA
1.5 论文的主要内容与安排
参考文献
第2章 . 激光等离子体相互作用模拟理论
2.1 受激拉曼散射过程简介
2.2 受激拉曼散射的耦合方程组
2.2.1 受激拉曼散射的电磁波耦合方程组
2.2.2 受激拉曼散射的电子等离子体波耦合方程
2.2.3 受激拉曼散射的色散关系与增长率
2.3 受激拉曼散射的数值模型
2.3.1 受激拉曼散射耦合波方程的化简
2.3.2 受激拉曼散射的数值模拟
2.3.3 数值模拟程序的校验
2.4 本章小结
参考文献
第3章 . 电子等离子体波弛豫效应的研究
3.1 电子等离子体波弛豫效应的物理图像
3.1.1 SRS过程中的电子密度扰动积累效应
3.1.2 电子等离子体波的弛豫效应
3.2 等离子体状态与电子等离子体波弛豫效应
3.2.1 温度对电子等离子体波弛豫效应影响
3.2.2 等离子体密度对电子等离子体波弛豫效应影响
3.3 脉冲与电子等离子体波弛豫效应
3.3.1 脉冲强度对电子等离子体波弛豫效应影响
3.3.2 脉冲宽度对电子等离子体波弛豫效应影响
3.3.3 脉冲波长对电子等离子体波弛豫效应影响
3.4 本章小结
第4章 . 利用栅栏型短脉冲削弱LPI中的SRS
4.1 不同脉冲作用下的SRS效应
4.1.1 正弦调频脉冲
4.1.2 类噪声脉冲
4.1.3 随机强度阶梯型脉冲
4.1.4 栅栏型短脉冲
4.2 栅栏型短脉冲的设计
4.2.1 短脉冲的形状
4.2.2 短脉冲的时间宽度
4.2.3 占空比的调节
4.3 利用频率削弱SRS
4.4 利用偏振削弱SRS
4.5 本章小结
第5章 . 栅栏脉冲在激光系统中的研究
5.1 栅栏脉冲的产生
5.1.1 SESAM方法
5.1.2 AWG方法
5.2 栅栏脉冲的增益窄化效应与增益饱和效应
5.2.1 栅栏脉冲的增益窄化效应
5.2.2 栅栏脉冲的增益饱和效应
5.3 栅栏脉冲对B积分的影响
5.3.1 B积分简介
5.3.2 栅栏脉冲作用下的B积分
5.4 本章小结
参考文献
第6章 . 栅栏脉冲的频率转换研究
6.1 频率转换简介
6.1.1 频率转换的物理意义
6.1.2 现行采用的三倍频方法
6.2 短脉冲频率转换的理论模拟
6.2.1 频率转换的理论模型
6.2.2 三倍频计算模拟的数值方法
6.2.3 三倍频模拟程序验证
6.3 短脉冲的倍频过程
6.3.1 脉冲时间宽度对倍频过程的影响
6.3.2 脉冲功率对倍频的影响
6.3.3 栅栏脉冲的倍频优化设计
6.4 短脉冲的三倍频过程
6.4.1 脉冲时间宽度对三倍频的影响
6.4.2 脉冲功率密度对三倍频的影响
6.4.3 短脉冲的三倍频优化设计
6.5 宽带光的频率转换
6.6 本章小节
参考文献
第7章 . 全文总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3951033
【文章页数】：125 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 . 绪论
1.1 受控核聚变
1.2 激光等离子体相互作用对聚变的影响
1.3 国内外光束匀滑技术
1.3.1 随机位相板
1.3.2 相息相位板
1.3.3 连续位相板
1.3.4 阵列透镜技术
1.3.5 偏振匀滑技术
1.3.6 诱导空间非相干技术
1.3.7 自发辐射放大加上光谱角色散
1.3.8 光谱色散平滑
1.4 利用光束匀滑对激光等离子作用的抑制
1.4.1 Nova
1.4.2 NIF
1.4.3 OMEGA
1.5 论文的主要内容与安排
参考文献
第2章 . 激光等离子体相互作用模拟理论
2.1 受激拉曼散射过程简介
2.2 受激拉曼散射的耦合方程组
2.2.1 受激拉曼散射的电磁波耦合方程组
2.2.2 受激拉曼散射的电子等离子体波耦合方程
2.2.3 受激拉曼散射的色散关系与增长率
2.3 受激拉曼散射的数值模型
2.3.1 受激拉曼散射耦合波方程的化简
2.3.2 受激拉曼散射的数值模拟
2.3.3 数值模拟程序的校验
2.4 本章小结
参考文献
第3章 . 电子等离子体波弛豫效应的研究
3.1 电子等离子体波弛豫效应的物理图像
3.1.1 SRS过程中的电子密度扰动积累效应
3.1.2 电子等离子体波的弛豫效应
3.2 等离子体状态与电子等离子体波弛豫效应
3.2.1 温度对电子等离子体波弛豫效应影响
3.2.2 等离子体密度对电子等离子体波弛豫效应影响
3.3 脉冲与电子等离子体波弛豫效应
3.3.1 脉冲强度对电子等离子体波弛豫效应影响
3.3.2 脉冲宽度对电子等离子体波弛豫效应影响
3.3.3 脉冲波长对电子等离子体波弛豫效应影响
3.4 本章小结
第4章 . 利用栅栏型短脉冲削弱LPI中的SRS
4.1 不同脉冲作用下的SRS效应
4.1.1 正弦调频脉冲
4.1.2 类噪声脉冲
4.1.3 随机强度阶梯型脉冲
4.1.4 栅栏型短脉冲
4.2 栅栏型短脉冲的设计
4.2.1 短脉冲的形状
4.2.2 短脉冲的时间宽度
4.2.3 占空比的调节
4.3 利用频率削弱SRS
4.4 利用偏振削弱SRS
4.5 本章小结
第5章 . 栅栏脉冲在激光系统中的研究
5.1 栅栏脉冲的产生
5.1.1 SESAM方法
5.1.2 AWG方法
5.2 栅栏脉冲的增益窄化效应与增益饱和效应
5.2.1 栅栏脉冲的增益窄化效应
5.2.2 栅栏脉冲的增益饱和效应
5.3 栅栏脉冲对B积分的影响
5.3.1 B积分简介
5.3.2 栅栏脉冲作用下的B积分
5.4 本章小结
参考文献
第6章 . 栅栏脉冲的频率转换研究
6.1 频率转换简介
6.1.1 频率转换的物理意义
6.1.2 现行采用的三倍频方法
6.2 短脉冲频率转换的理论模拟
6.2.1 频率转换的理论模型
6.2.2 三倍频计算模拟的数值方法
6.2.3 三倍频模拟程序验证
6.3 短脉冲的倍频过程
6.3.1 脉冲时间宽度对倍频过程的影响
6.3.2 脉冲功率对倍频的影响
6.3.3 栅栏脉冲的倍频优化设计
6.4 短脉冲的三倍频过程
6.4.1 脉冲时间宽度对三倍频的影响
6.4.2 脉冲功率密度对三倍频的影响
6.4.3 短脉冲的三倍频优化设计
6.5 宽带光的频率转换
6.6 本章小节
参考文献
第7章 . 全文总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3951033
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