激光光束整形与匀滑的理论与仿真实验研究.docx

摘要：当前中国经济飞速发展，对能源的需求也越来越高，而激光惯性约束核聚变(ICF：Inertial confinement fusion)技术，正是中国目前大力发展的可持续能源之一，由于激光光强分布不均匀，在大多数研究和实验当中，都要求激光在靶面上形成均匀的光强辐照。为了实现ICF装置，必须要求到靶面的激光具有非常高的均匀性，在不一样的的场合中，激光在靶面的焦斑形状也有不同的要求。因此本文对透镜列阵系统和焦斑形状进行了研究。

本文首先介绍了ICF技术和基础知识，通过几何光学，给出透镜列阵系统的设计参数和光斑大小。通过物理光学，得出光强的解析表达式。研究发现透镜列阵可以实现光束匀滑，透镜列阵子透镜的单元数的改变可实现对于光强均匀性的影响。由靶面光强分布的表达式得知，改变列阵透镜的大小形状便可以改变靶面光斑尺寸和形状。我们重点运用光学软件GLAD，对透镜列阵靶面的光强和透镜列阵单元形状的改变对靶面的影响进行模拟仿真实验，透镜列阵单元形状决定靶面光强形状，将透镜列阵单元的形状变为圆形、矩形、五边形和六边形并得出了与理论分析基本相同的结论。

关键词：ICF技术；新能源；透镜列阵；GLAD软件

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 引言-1

1.2 核能-1

1.3 激光惯性约束聚变系统-2

1.4 ICF对靶面均匀辐照的要求-3

1.5 本文的研究内容-3

2 透镜列阵单元形状对焦斑影响的理论分析-5

2.1 透镜列阵系统光束匀滑的原理-5

2.2 通过几何物理光学方法来分析结果-5

3 对透镜列阵的单元形状进行计算机仿真研究-6

3.1解析表示公式-7

3.2 GLAD软件介绍-8

3.3 GLAD软件对不同形状焦斑光强分布进行数值模拟-8

3.4 系统优化设计-13

3.5 讨论结论-13

结    论-14

参考文献-15

致    谢-16