高強(qiáng)度寬帶激光三倍頻技術(shù)研究.pdf

1、在ICF研究中，大型釹玻璃固體激光器獲得短波長激光唯一有效的途徑是通過大口徑KDP晶體的三倍頻來實(shí)現(xiàn)的。因此，高功率激光的三倍頻已成為：ICF研究中的重要內(nèi)容之一。為了進(jìn)一步改善聚焦到靶面的三倍頻光的均勻性，通常需要采用空間域平滑技術(shù)和時(shí)間域平滑技術(shù)相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)光束平滑，從而有效地提高靶對激光的吸收。光束的頻譜寬度越寬，則越容易實(shí)現(xiàn)光束勻滑化。然而，在高功率條件下，寬頻帶三倍頻技術(shù)的主要困難是在實(shí)現(xiàn)高效率三倍頻的同時(shí)，保持三倍頻光

2、具有一定的頻帶寬度。采用大口徑KDP晶體對ns量級光脈沖進(jìn)行三倍頻時(shí)，受KDP晶體色散的影響，位相匹配條件和群速度匹配條件無法同時(shí)滿足，從而使高效率的三倍頻過程局限于帶寬很小的范圍內(nèi)。因此，有必要對高效寬帶三倍頻技術(shù)進(jìn)行研究。 本文主要圍繞高強(qiáng)度寬帶三倍頻方案的分析和優(yōu)化開展研究工作，主要內(nèi)容包括： 1．建立了高強(qiáng)度寬帶三倍頻物理模型，主要考慮了近軸衍射、離散效應(yīng)、群速度失配、三階非線性效應(yīng)、入射基頻光振幅和位相變化、帶

3、寬以及晶體吸收等多種物理因素，編制了計(jì)算數(shù)值模擬程序，并對該程序進(jìn)行了校核，證明了該程序的正確性和有效性。 2．詳細(xì)研究了入射基頻光的帶寬對三倍頻轉(zhuǎn)換效率的影響。在此基礎(chǔ)上，對晶體級聯(lián)、光譜角色散、啁啾匹配型、采用薄的新型非線性晶體、準(zhǔn)相位匹配和溫度相位匹配等現(xiàn)有的多種寬帶三倍頻技術(shù)進(jìn)行了分析和比較，最終確定本文采用晶體級聯(lián)和光譜角色散兩種寬帶三倍頻技術(shù)進(jìn)行方案分析和參數(shù)優(yōu)化。 3．提出了采用一塊倍頻晶體和兩塊混頻晶體級