基于SBS脈沖壓縮產(chǎn)生百皮秒脈沖及尾部調(diào)制抑制的研究.pdf

1、受激布里淵散射(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)脈沖壓縮,可以獲得高強(qiáng)度的短脈沖,而且其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自泵浦等特點(diǎn),因而它在激光慣性約束核聚變等領(lǐng)域有著誘人的潛在應(yīng)用。本論文的目的是探索如何通過SBS脈沖壓縮獲得百皮秒的短脈沖以及對(duì)在產(chǎn)生高強(qiáng)度短脈沖過程中產(chǎn)生的尾部調(diào)制進(jìn)行抑制,這不僅可以為沖擊點(diǎn)火提供種子脈沖,還可以為高能質(zhì)子輻射效應(yīng)等強(qiáng)場(chǎng)物理的研究中提供所需高強(qiáng)度短脈沖。
　　首先唯象的

2、分析了SBS的物理過程,并根據(jù)噪聲起源模型,對(duì)SBS脈沖壓縮的物理機(jī)制進(jìn)行了分析,研究獲得最窄壓縮脈沖所需要條件,然后分析了SBS脈沖壓縮過程中尾部調(diào)制產(chǎn)生的原因,提出了Stokes波形依賴于泵浦有效脈沖寬度的思路,并研究了有效脈沖寬度隨能量的變化規(guī)律。
　　其次,從數(shù)值模擬角度研究了泵浦光參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、介質(zhì)參數(shù)對(duì)SBS脈沖壓縮以及對(duì)尾部調(diào)制的影響,借助有效能量反射率分析了尾部調(diào)制的變化規(guī)律,并從泵浦有效脈沖寬度隨各參數(shù)的變化角

3、度分析其產(chǎn)生的原因。
　　最后提出了“單邊削泵浦”和“雙邊削泵浦”的方法來抑制百皮秒脈沖的尾部調(diào)制。針對(duì)“單邊削泵浦”,即先通過短焦透鏡的脈沖壓縮,使泵浦光的前沿變陡,這樣泵浦光的有效脈沖寬度隨能量的變化就變緩了,然后再通過長(zhǎng)焦透鏡對(duì)削泵浦后的脈沖進(jìn)行壓縮。實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到,和未進(jìn)行削泵浦處理的Stokes脈沖相比,進(jìn)行單邊削泵浦處理的Stokes脈沖不僅脈寬更窄,達(dá)到56ps,而且有效能量反射率得到了極大提高,幾乎達(dá)到50％。但這種方

4、法的不足之處就是,在能量較高的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)光學(xué)擊穿。為了彌補(bǔ)這種不足,提出了“雙邊削泵浦”的方法,這種方法的基本思想是基于在較高泵浦能量下提高Stokes脈沖的產(chǎn)生閾值,從而縮短泵浦光的有效脈沖寬度,在實(shí)驗(yàn)上采用在振放雙池之間加入衰減片來達(dá)到這一目的。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),隨泵浦能量的增大,不加入衰減的情況下,Stokes脈沖有效能量反射率一直減小,在700mJ時(shí)才14.95%,而當(dāng)選用50%的衰減時(shí),Stokes脈沖有效能量反射率高達(dá)51%,其