重復(fù)頻率受激布里淵散射光束波前畸變補(bǔ)償?shù)难芯?pdf

1、為了滿足慣性聚變能源(IFE)的要求，激光驅(qū)動(dòng)器必須以較高的重復(fù)頻率輸出高能量、高光束質(zhì)量的激光。受激布里淵散射(SBS)相位共軛鏡(PCM)具有很高的能量轉(zhuǎn)換效率，能實(shí)時(shí)補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)熱畸變和材料不均勻性等因素引起的波前畸變，提高光束質(zhì)量和聚焦功率密度，大幅降低高能激光系統(tǒng)的造價(jià)，因此在IFE激光驅(qū)動(dòng)器研究中具有很重要的意義。現(xiàn)有的SBS激光系統(tǒng)由于受到其它非線性效應(yīng)的限制，其輸出能量和重復(fù)頻率都還不能滿足IFE對(duì)激光驅(qū)動(dòng)器的要求。因此

2、，本文開展了對(duì)適用于高能重復(fù)頻率激光系統(tǒng)的SBS-PCM的研究，同時(shí)還研究了高負(fù)載條件下SBS-PCM的光束波前畸變補(bǔ)償效果。
　　本文從SBS的理論出發(fā)，闡述了SBS-PCM反射相位共軛光的基本原理。限制SBS-PCM工作在高負(fù)載條件下的主要因素有光學(xué)擊穿和熱效應(yīng)。通過分析產(chǎn)生光學(xué)擊穿的雪崩電離模型可知，采用過濾介質(zhì)和提高焦距等手段可以提高光學(xué)擊穿的閾值。選用低吸收介質(zhì)減少熱效應(yīng)的產(chǎn)生，而引入旋轉(zhuǎn)楔形板則可以緩解熱效應(yīng)積累。

3、r>　　設(shè)計(jì)了重復(fù)頻率SBS的研究方案，實(shí)驗(yàn)研究了SBS-PCM在不同的共軛介質(zhì)、重復(fù)頻率、介質(zhì)過濾、透鏡焦距等條件下對(duì)不同入射能量的反射率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明FC-72適合用作高負(fù)載條件下的共軛介質(zhì)，而過濾介質(zhì)、適當(dāng)加大焦距有利于提高高能量情況下SBS-PCM的反射率。為了緩解高重復(fù)頻率時(shí)熱效應(yīng)的積累，設(shè)計(jì)加工了旋轉(zhuǎn)楔形板并將其引入到SBS-PCM系統(tǒng)中。實(shí)驗(yàn)研究表明，使用旋轉(zhuǎn)楔形板可以大幅提高SBS-PCM系統(tǒng)在高重復(fù)頻率下反射率穩(wěn)定性和

4、波前畸變補(bǔ)償能力。
　　使用波前分析儀測量不同條件下激光的波前，實(shí)驗(yàn)研究了SBS-PCM的光束波前畸變補(bǔ)償效果。根據(jù)波前傳感器的測量原理，設(shè)計(jì)了波前數(shù)據(jù)處理程序，重構(gòu)激光波前圖形，計(jì)算波前的相位平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。入射光、畸變光和反射光的波前的測量結(jié)果表明，當(dāng)SBS-PCM中沒有發(fā)生光學(xué)擊穿等非線性效應(yīng)時(shí)，SBS-PCM的反射率高，具有很強(qiáng)的波前畸變補(bǔ)償能力。而當(dāng)SBS-PCM中出現(xiàn)了光學(xué)擊穿等其他非線性效應(yīng)時(shí)，其波前畸變補(bǔ)償能力大幅