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脉冲压缩中光栅失调及拼接问题的研究

【摘要】:高能短脉冲激光系统为人们研究光与物质的相互作用创造了条件,同时也为ICF(惯性约束聚变)研究提供了发展契机。其利用了目前成熟的啁啾脉冲放大(CPA)技术以获得高能高功率的短脉冲输出,CPA包括脉冲展宽、放大以及压缩三个部分。本论文对有限束宽下超高斯脉冲光束经光栅对压缩后的时空特性以及光栅对压缩器失调对脉冲压缩的影响进行了分析。 1.从脉冲光束的傅里叶角谱入手,推导出了有限束宽下脉冲超高斯光束通过压缩器后场分布的表达式。结果表明高阶色散使得输出脉冲变宽,波形扭曲并产生时空畸变。单次通过光栅对时,光栅对的横向谱移动使得出射光束产生时间相关的空间移动,波形产生扭曲,入射光束光腰与光栅对之间的距离越大,脉冲波形扭曲越严重;而两次通过光栅对时,脉宽明显变小,高阶色散使得脉冲波形出现明显的旁瓣,且三阶色散使脉冲波形愈不对称,四阶色散却使脉冲扭曲变得对称。 2.推导了压缩器光栅对平行性失调时1至4阶色散变化量的表达式。光栅对面不平行时,压缩脉冲要宽得多,信噪比下降;单次通过光栅对时,脉冲扭曲得非常厉害;两次通过光栅对时,脉冲主峰提前且出现旁瓣,阶数越高影响越大。光栅刻线不平行时,垂直谱位移使得光斑接收位置发生偏移,光栅间距越大偏移越大,从而加剧系统本身的空间色散,因此在不能保证刻线完全平行的情况下,使用低刻线密度的光栅比高刻线密度的光栅要好。 3.对包括刻线间距失调及方向角失调在内的光栅拼接的理论模型进行了讨论,

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