《甚多束高功率雷射精密聚焦調控技術》是依託中國科學院上海光學精密機械研究所，由繆潔擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：甚多束高功率雷射精密聚焦調控技術
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：繆潔
- 依託單位：中國科學院上海光學精密機械研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
快點火作為一種新的聚變點火方式，有望在雷射慣性約束聚變工程中得到重要套用。實際套用中要求八束雷射合成的遠場焦斑50%的能量集中於40微米內，物理邊界條件要求苛刻。特別是2012年度以來，美國國家點火工程試驗不斷報導出更高的物理極限需求，這就需要對每一束雷射自身的波前進行嚴格控制的同時，還要對光束之間的位相差進行精確控制。.圍繞高功率雷射束間相位誤差精密調控這一國際前沿研究方向，本課題提出了短脈衝束間相位誤差四通道移相實時干涉測量方法；基於高功率雷射近場波前的動態畸變特徵，探索性發展束間自適應相位補償評估標準與反饋控制算法；針對同一束組內不同光束間相位差對遠場焦斑的影響分析，發展精密聚焦調控技術與閉環反饋實驗演示系統。該研究有望為甚多束高功率雷射精確聚焦及其靈活調控提供關鍵技術路線與核心算法。
結題摘要
本研究項目主要圍繞高功率雷射系統中，光束間相位誤差精密調控這一國際前沿研究方向，重點開展了束間相位誤差四通道移相實時干涉測量方法、探索性發展束間自適應相位補償評估標準與反饋控制算法、發展精密聚焦調控技術與閉環反饋實驗演示系統等方面的研究，目標是為甚多束高功率雷射精確聚焦及其靈活調控提供關鍵技術路線與核心算法。在項目執行周期內，主要完成的研究內容和成果為：1、細化並完善了高功率雷射系統中波前傳輸的分析體系，針對影響高能雷射實際焦斑形態的波前位相空間分布尺寸特徵有，提出了波前畸變梯度GRMS作為評價高功率雷射遠場聚集性能的重要指標，為大口徑高能雷射束的遠場控制和評價提供了重要理論依據。2、建立了高功率雷射放大與傳輸三維分析模型，形成了空間周期性調整波前在增益介質和傳輸介質中的非線性傳輸過程的數值仿真能力，強化了相位調製在高功率雷射波前放大傳輸過程中的重要性，為高功率雷射光束間相位誤差的綜合評估與反饋控制算法建立了重要的理論依據。同時，結合神光大型高功率雷射系統的實際輸出性能參數，實現了關鍵參數的精確反演實驗驗證。3、基於短脈衝時空特性，利用鈮酸鋰晶體的雙折射相位調製和偏振器件分光特性，設計並實現了三維空間集成式四通道移相實時干涉測量方案，完成了兩通道干涉測量實驗驗證，為大口徑束間波前相位誤差測量提供了有效的技術途徑。4、以核心高效頻率轉換DKDP晶體為研究對象，從折射率微觀參數入手，研究了含氘量對頻率轉換過程中溫度和匹配角等巨觀量的影響關係，形成了三倍頻遠場焦斑時空物理特性的精確評估與分析，建立了三倍頻傳輸過程中波前控制策略，為高功率雷射單束和甚多束光束波前畸變控制提供了重要理論依據。上述研究內容形成兩通道波前干涉測量實驗驗證平台一套，高功率雷射波前傳輸與反饋控制計算仿真軟體一套，完成了高功率雷射參數線上反演實驗驗證。共發表期刊與會議論文7篇，申請發明專利4項，完成論著2項，培養研究生5名。
