《高峰值功率高能量的SBS百皮秒雷射技術研究》是依託哈爾濱工業大學，由呂志偉擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：高峰值功率高能量的SBS百皮秒雷射技術研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：呂志偉
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目提出採用SBS脈衝壓縮獲得一個優質的百皮秒Stokes種子脈衝和採用布里淵放大實現高峰值功率高能量的百皮秒雷射脈衝輸出的方法，為百皮秒量級雷射脈衝的高效率高能量放大提供一條新的切實可行的技術途徑。項目擬開展大口徑高峰值功率高能量SBS過程的三維瞬態理論；用於高能量布里淵放大的高穩定百皮秒Stokes種子光的產生；高能量窄脈衝布里淵放大過程中高效率放大的物理機制及Stokes脈衝時間波形控制；大口徑高能量雷射脈衝的高效率布里淵放大等四個方面的研究。重點解決高功率高雷射強度下布里淵放大過程中的非線性光學效應競爭、強信號的布里淵放大、Stokes光的時域行為特性和高能量大口徑的實用性構型等關鍵科學技術問題，開拓高峰值功率高能量的SBS百皮秒雷射新技術，解決傳統雷射技術難以實現百皮秒雷射脈衝高效率放大的技術瓶頸。其成果將為ICF衝擊點火、電漿診斷和X射線光刻等領域提供重要的套用參考。
結題摘要
衝擊點火已成為ICF領域的熱點和前沿。衝擊點火需要高能高功率的百皮秒雷射脈衝，目前的技術還難以實現這樣的百皮秒雷射輸出。 本項目針對傳統雷射技術無法實現百皮秒雷射高效放大的難題和獲得ICF衝擊點火雷射脈衝的重大需求，提出了百皮秒雷射高效率布里淵放大技術，實現了基於神光Ⅲ裝置的千焦耳百皮秒雷射輸出，形成了百皮秒雷射高效放大新技術。 本項目重點開展了以下幾個方面的研究內容：（1）瞬態布里淵放大的數值模擬，SBS脈衝壓縮輸出能力，高能高功率百皮秒雷射SBS研究實驗平台的建設；（2）高負載SBS介質的特性，布里淵放大過程中Stokes光的時間變化特性，高能量窄脈衝Stokes光布里淵放大中能量抽取效率，以及百皮秒雷射高效率放大過程中Stokes種子光和抽運光的相互關係；（3）百焦耳高能釹玻璃雷射系統中百皮秒雷射的布里淵放大，Stokes種子光和抽運光參數在各種關係下放大後Stokes光輸出波形的時間特性，布里淵放大的負載能力，以及百焦耳雷射系統中等通量高強度布里淵放大的實驗；（4）基於現役裝置的大口徑高能量百皮秒雷射脈衝高效率布里淵放大技術，神光III原型裝置中的實驗驗證。 取得了一系列創新性研究成果：（1）提出了百皮秒雷射高效率布里淵放大技術，突破了百皮秒雷射高增益放大關鍵技術難題；（2）提出了ICF衝擊點火高能高功率百皮秒雷射獲取的新技術路線，首次在神光Ⅲ原型裝置上進行了基於現役大型裝置實現1300J的200ps雷射脈衝輸出；放大後百皮秒雷射功率密度7GW/cm2，是目前國際上雷射驅動器最大通量的3倍以上，突破了短脈衝雷射在大型雷射裝置中的功率受限問題。（3）提出了有效泵浦長度控制方法和自泵浦的非聚焦結構，獲得了目前最高能量的高穩定無調製的百皮秒Stokes種子；（4）突破衝擊點火雷射脈衝傳輸過程中通量限制瓶頸，提出了SRS的抑制方法。 第一次將受激布里淵散射技術套用到了大型雷射裝置中。這種布里淵放大技術為衝擊點火方案的實現提供了新的技術路線。
