深紫外激光具有波長短、單光子能量高的特點,在科學研究、軍事應用、工業(yè)加工以及醫(yī)學領域有著廣泛的應用需求及前景。在慣性約束聚變領域,激光裝置的發(fā)展促進了物理實驗的精密化進程,同時也暴露出極端條件下激光等離子體不穩(wěn)定性等物理問題,這給高能深紫外激光的發(fā)展和應用帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)。由于靶吸收效率與激光波長的平方成反比,且波長越短激光與等離子體相互作用過程中的參量不穩(wěn)定效應閾值越高,采用更短波長的四倍頻激光取代三倍頻激光打靶,對于提升現(xiàn)有大型激光裝置的物理實驗能力以及緩解ICF物理實驗研究面臨的嚴重不穩(wěn)定性問題等方面都具有非常重要的意義。但由于四倍頻激光的雙光子能量更接近熔石英等透射材料的禁帶寬度,非線性效應增強,光學元件也更易損傷,迫切需要新的技術手段來尋求突破點,這也是本論文重點研究的內(nèi)容。在物理診斷方面,物理學家們認為現(xiàn)階段對于極端條件下的等離子體物理過程的理解仍然存在較大偏差,獲取精確的等離子體狀態(tài)參數(shù)及其演化特性具有極為重要的意義。湯姆遜散射診斷是目前精度最高的等離子體狀態(tài)診斷手段,采用深紫外激光作為探針束可以穿透更高的等離子體密度,并顯著提升測量信噪比。本論文開展深紫外探針技術研... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２激光與靶相互作用過程示意圖??

高能深紫外激光的產(chǎn)生及應用技術研究??—?ｘ－ｒａｙ??Ｔａｒｇｅｔ?／?．?Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ?ｌｉｇｈｔ??＇?／１?ｔ??ＳＷｆ?Ｉ?ｆ?ｎｔ?Ｊ?Ｊ?ｎ＾４?ｋ??—＾?Ｉ?ｉ?私一?．????？？Ｉ?ＳＢＳ?ＳＲＳ?０??目?５?＂?＾ｔｐｄ?＾??、?）?、?Ｄｅｎｓｉｔｙ??ＲＴ，?ＲＭ，?．．．?ｉｎｓｔａｂ．?＾?＼??ｘ－ｒａｙ??圖１．２激光與靶相互作用過程示意圖??激光與等離子體的相互作用是激光聚變的第一個物理環(huán)節(jié)，它決定激光的吸收、散??射與傳播，關系到驅(qū)動激光的能量被靶等離子體最初吸收的效率和品質(zhì)。從圖１．２可以??看出ｆ３４］，在激光能量沉積到靶丸之前，激光與等離子體相互用會產(chǎn)生受激布里淵散射、??受激拉曼散射、雙等離子體衰變等參量過程，在多光束重疊的情況下，還會發(fā)射交叉光??束能量轉(zhuǎn)移＃３６］。ＬＰＩ產(chǎn)生的不利影響從三個方面來描述，散射光會直接導致激光能量??的損耗，超熱電子的產(chǎn)生則會預熱靶丸，而離子動蕩則會造成等離子體的各向異性。??另一方面，由于増強的強背向散射通過靶面返回后還可能損壞光學元件，進一步限??制激光器的負載能力和輸出能力如圖１．４為ＮＩＦ裝置的靶面背向受激布里淵散射??光（Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ?Ｂｒｉ］］ｏｕｉｎ?ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ，?ＳＢＳ）沿原光路返回后經(jīng)終端光學組件中的連續(xù)相位??板調(diào)制后損傷最后一塊傳輸反射鏡的示意圖，可以明顯看出反射鏡的損傷形貌與終端中??的連續(xù)相位板（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ｐｈａｓｅ?ｐｌａｔｅ．?ＣＰＰ）具有對應結構。??ＷＭｋ．?�。�??■■導＿??ＯＰＤ?ｗａｖｅｓ?ａｔ?１?ｐｍ??圖１．３靶面背向ＳＢ

９０％。波長越短吸收效率越高的物理原因是，短波長激光能夠沉積在??更高等離子體密度和更低等離子體溫度的區(qū)域，這兩個特點都能加強碰撞吸收??１００?１?１?－ＴＪ?１?ｒ－１??８０?－?ｂ——°－２６?�。椋�?－??冢?ｐｓ??（．ｉｍ．?１００??？二?１．０６?ｕｍ．??卜??１０．６?＾ｉｍ，?１?ｎｓ?＿??０??１?１?１?１???１０１１?ｌ〇１２?ｉ〇１３?ｉ〇１４?ｉ〇１５??Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ?（Ｗ／ｃｍ２）??圖１．４激光波長對靶吸收效率的影響??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]柵欄脈沖與等離子體相互作用研究[D]. 周煜梁.中國科學技術大學 2014
[2]激光聚變等離子體Thomson散射診斷[D]. 王哲斌.中國科學技術大學 2006

碩士論文
[1]基于紫外激光器的無線光通信系統(tǒng)[D]. 易星.重慶大學 2014



本文編號：3219438