基于SBS脈沖壓縮產(chǎn)生百皮秒脈沖及尾部調制抑制的研究.pdf

1、受激布里淵散射(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)脈沖壓縮,可以獲得高強度的短脈沖,而且其具有結構簡單、自泵浦等特點,因而它在激光慣性約束核聚變等領域有著誘人的潛在應用。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在產(chǎn)生高強度短脈沖過程中產(chǎn)生的尾部調制進行抑制,這不僅可以為沖擊點火提供種子脈沖,還可以為高能質子輻射效應等強場物理的研究中提供所需高強度短脈沖。
　　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SBS脈沖壓縮的物理機制進行了分析,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)、結構參數(shù)、介質參數(shù)對SBS脈沖壓縮以及對尾部調制的影響,借助有效能量反射率分析了尾部調制的變化規(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制。針對“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,然后再通過長焦透鏡對削泵浦后的脈沖進行壓縮。實驗觀測到,和未進行削泵浦處理的Stokes脈沖相比,進行單邊削泵浦處理的Stokes脈沖不僅脈寬更窄,達到56ps,而且有效能量反射率得到了極大提高,幾乎達到50％。但這種方

4、法的不足之處就是,在能量較高的時候會出現(xiàn)光學擊穿。為了彌補這種不足,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,在實驗上采用在振放雙池之間加入衰減片來達到這一目的。在實驗中發(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時才14.95%,而當選用50%的衰減時,Stokes脈沖有效能量反射率高達51%,其