光束勻滑技術在ICF激光驅動系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、隨著經濟發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人類對能源的需求量越來越多，激光慣性約束核聚變(ICF：Inertial Confinement Fusion)的研究對解決當今世界面臨的能源危機具有重要意義。對于實現ICF的激光裝置來說，要求聚焦到靶面的強激光具有很高的均勻性。本論文以研究束勻滑為主要目標，對光束勻滑器件的設計、制作和應用等相關問題進行了探索。 基于慣性約束核聚變基本原理及其對激光均勻照明的高要求和我國神光Ⅲ靶場光學系統(tǒng)中

2、的光束控制要求，分析了各種光束勻滑技術的發(fā)展、特點和應用概況，并根據光波場的標量衍射理論，提出了束勻滑二元光學器件位相優(yōu)化設計模型，對光場分布進行離散化，得到了數值計算公式。 在分析隨機相位板對光束勻滑作用的基礎上，基于人們對偏振勻滑技術研究較少的情況，應用光波標量衍射理論，對雙折射楔及其陣列勻滑隨機相位板所產生干涉斑紋的特性進行了理論分析和數值模擬，計算了當光楔在選取不同楔角時遠場光斑的二維光強分布，以及具有不同單元數目的雙折

3、射楔列陣對光束的勻滑效果，得出單個雙折射楔具有最佳的勻滑效果，而且其結構最簡單，制作也最為容易，在實際應用中具有重要意義。并根據分析結果設計了隨機相位板和雙折射楔元件的實際制作參數，用光刻方法制作了熔石英基底隨機相位板，進行了初步實驗研究。 基于對二元光學束勻滑器件各種優(yōu)化算法的分析，為擴展傳統(tǒng)光學變換操作區(qū)域，提出了在分數域使用微光學元件實現光束勻化，并發(fā)展了分數傅里葉型微光學元件的優(yōu)化設計算法。通過理論分析和模擬計算，將G-