激光束近場質(zhì)量對傳輸過程中受激拉曼散射效應(yīng)的影響.pdf

1、慣性約束核聚變(ICF)項(xiàng)目是目前人類為了解決日益增長的能源需要而開展的一個(gè)尋找新的清潔能源的研究方向。出于技術(shù)的需要，從ICF驅(qū)動(dòng)器出射的強(qiáng)激光在接觸最終的目標(biāo)靶丸前，需要經(jīng)過長距離的空氣傳輸，這會(huì)導(dǎo)致一種名為受激拉曼散射（SRS）的非線性光學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生，從而影響光束的輸出質(zhì)量。SRS效應(yīng)是一種有害的非線性光學(xué)效應(yīng)，激光在傳輸過程中，一旦產(chǎn)生SRS效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致包括主激光能量轉(zhuǎn)移，近場均勻性變差，遠(yuǎn)場發(fā)散角變大等問題。因此，為了抑制SRS

2、效應(yīng)，需要深入了解SRS效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理。本文從光束近場強(qiáng)度分布出發(fā)，探討光束近場質(zhì)量對SRS效應(yīng)閾值產(chǎn)生的影響，為今后的工作奠定理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　首先，以SRS耦合波方程為基礎(chǔ)，建立空間三維數(shù)值計(jì)算模型，并詳細(xì)計(jì)算了包括氫氣、氧氣以及氮?dú)庠趦?nèi)的氣體介質(zhì)的穩(wěn)態(tài)拉曼增益系數(shù)。利用該數(shù)值模型，從理論上模擬了泵浦光場位相畸變對SRS過程閾值的影響，并總結(jié)出相應(yīng)規(guī)律。
　　其次，以哈工大百焦耳實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為主激光，搭建了激光在氫氣介質(zhì)

3、中傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)平臺(tái)，開展了大口徑、高增益、高通量的三倍頻SRS效應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)從固定池內(nèi)氣壓，改變?nèi)肷淠芰亢凸潭ū闷帜芰浚淖兂貎?nèi)氣壓兩個(gè)方面測量Stokes光轉(zhuǎn)換效率，繪制規(guī)律曲線圖，并與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果相比對。二者在未產(chǎn)生高級斯托克斯散射階段符合良好，驗(yàn)證了理論計(jì)算模型的準(zhǔn)確性。
　　最后，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中截取幾組入射能量相近，但轉(zhuǎn)換效率差距較大的數(shù)據(jù)。將其實(shí)際出射場圖輸入理論模型進(jìn)行計(jì)算，探索入射光近場質(zhì)量與斯托克斯散射光轉(zhuǎn)換效