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)動器出射的強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)生機理。本文從光束近場強度分布出發(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驗基礎(chǔ)。
　　首先，以SRS耦合波方程為基礎(chǔ)，建立空間三維數(shù)值計算模型，并詳細(xì)計算了包括氫氣、氧氣以及氮氣在內(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，以哈工大百焦耳實驗平臺為主激光，搭建了激光在氫氣介質(zhì)

3、中傳輸?shù)膶嶒炂脚_，開展了大口徑、高增益、高通量的三倍頻SRS效應(yīng)實驗驗證。實驗從固定池內(nèi)氣壓，改變?nèi)肷淠芰亢凸潭ū闷帜芰?，改變池?nèi)氣壓兩個方面測量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，驗證了理論計算模型的準(zhǔn)確性。
　　最后，從實驗數(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)。將其實際出射場圖輸入理論模型進行計算，探索入射光近場質(zhì)量與斯托克斯散射光轉(zhuǎn)換效