基本信息
- 項目名稱：
- 透鏡列陣單元形狀對光斑特性的影響
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 用標量衍射積分理論分析了透鏡列陣的單元形狀對準近場光斑特性的影響，并通過數(shù)值研究計算了不同單元形狀(圓形、正方形、正六邊形)透鏡列陣的準近場光斑包絡(luò)的結(jié)果，得到了與理論計算基本符合的結(jié)果。
- 詳細介紹：
- 在慣性約束聚變(ICF)實驗中，要求激光對特定的靶面實現(xiàn)均勻輻照，理想的焦斑光強呈平頂分布，邊緣陡峭。提出了多種技術(shù)用來改善靶面的均勻輻照。將透鏡列陣LA置于聚焦透鏡前，激光通過透鏡列陣LA后被分割許多子束，經(jīng)聚焦透鏡會聚重疊在靶面上，各子束的衍射光斑在靶面“積分”的結(jié)果將會消除近場位相及振幅的起伏對靶面均勻輻照的影響，實現(xiàn)了對靶面的均勻輻照。 在靶平面上，各子束的衍射光斑完全重合，光強分布由單一子透鏡單元的衍射光斑確定，光斑的形狀與單一子透鏡單元的形狀、光波波長、透鏡的焦距有關(guān)，其中子透鏡的形狀對靶面光強分布影響很大。本文用衍射理論分析了透鏡列陣LA單元形狀對靶面焦斑特性(包括焦斑的形狀、大小、旋轉(zhuǎn)對稱性)的影響，并通過數(shù)字模擬了了不同形狀(圓形、方形和六邊形)列陣LA靶面的光強分布。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：慣性約束聚變(ICF)實驗和激光加工等應(yīng)用要求激光在靶面上形成不同特性的光斑。本文對透鏡列陣單元形狀對光斑特性影響進行研究，得到不同單元形狀與光斑特性的關(guān)系，以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)獍咛匦缘男枨?。思路：本文用衍射理論分析了透鏡列陣LA單元形狀對靶面焦斑特性(包括焦斑的形狀、大小、旋轉(zhuǎn)對稱性)的影響，并通過數(shù)字模擬了了不同形狀(圓形、方形和六邊形)單元LA靶面的光強分布。理論與實驗數(shù)據(jù)符合。
科學性、先進性及獨特之處
- 本文用衍射積分理論研究透鏡列陣LA單元形狀對靶面焦斑特性(包括焦斑的形狀、大小、旋轉(zhuǎn)對稱性)的影響，并通過物理光學設(shè)計軟件，對不同形狀(圓形、方形和六邊形)單元LA靶面的光強分布進行了數(shù)字模擬。理論研究與數(shù)值計算的結(jié)果符合的很好。這對于靶面均勻照射的理論進步分析和實際應(yīng)用有積極的意義。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 理論分析和數(shù)值研究得知，透鏡列陣元形狀決定靶面焦斑的形狀，激光不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)獍咛匦缘囊蟛煌?，本文研究了單元形狀與光斑特性的關(guān)系，對實際應(yīng)用具有理論指導意義。正六邊形透鏡列陣元的變換光斑旋轉(zhuǎn)對稱性最好，符合直接馭動激光聚變中對輻照光束的要求，能量利用率也較高。因此，就靶面光斑特性而言，正六邊形結(jié)構(gòu)的透鏡列陣元的更適合用于激光聚變中的束勻化，其結(jié)果對慣性約束聚變(ICF)等實驗的應(yīng)用具有實際意義。
學術(shù)論文摘要
- 摘要：用標量衍射積分理論分析了透鏡列陣的單元形狀對準近場光斑特性的影響，并通過數(shù)值研究計算了不同單元形狀(圓形、正方形、正六邊形)透鏡列陣的準近場光斑包絡(luò)的結(jié)果，得到了與理論計算基本符合的結(jié)果。正六邊形結(jié)構(gòu)透鏡列陣元的變換的光斑的旋轉(zhuǎn)對稱性最好，這符合直接馭動激光聚變中對輻照光束的要求，能量利用率也較高。因此，就靶面光斑特性而言，正六邊形結(jié)構(gòu)的透鏡列陣元的更適合用于激光聚變中的束勻化。
獲獎情況
- 已投大連民族學院學報并發(fā)表
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1] 鄭建洲，于清旭，盧永軍. 焦斑可調(diào)的透鏡陣列均勻輻照光學系統(tǒng)[J].中國激光，2007，34(3): 331-336. [2] 江秀娟, 周申蕾, 林尊琪. 利用二維光譜色散和透鏡列陣改善靶面輻照均勻性[J] 中國激光2007, 34(11): 1533-1537.
同類課題研究水平概述
- 靶面均勻輻照是激光聚變研究中一個重要研究課題。這些問題具有相當?shù)膹碗s性，是國內(nèi)外專家研究的前沿性課題，現(xiàn)已發(fā)展的多種靶面均勻輻照技術(shù)大體上可分為空間域和時間域兩大類，空間域光束勻滑化技術(shù)包括隨機位相板(RPP：Random Phase Plate)、分布式位相板(DPP：Distributed Phase Plate)和透鏡列陣(LA：Lens Array)等，它們不但可以提高焦斑光強分布的均勻性，還可以對焦斑的形狀進行控制，滿足不同類型的物理實驗要求；光譜色散平滑技術(shù)(SSD：Smoothing by Spectral Dispersion )則是時間域光束勻滑化技術(shù)的典型實例，它通常和空間域平滑技術(shù)結(jié)合使用，以進一步提高焦斑的均勻性。 透鏡列陣（LA）光學系統(tǒng)是將LA置于聚焦透鏡前，激光通過LA后被分割許多子束，經(jīng)聚焦透鏡會聚重疊在靶面上，各子束的衍射光斑在靶面“積分”的結(jié)果將會消除近場位相及振幅的起伏對靶面均勻輻照的影響，實現(xiàn)了對靶面的均勻輻照。不同的實際應(yīng)用，對激光在靶面的形狀有不同的要求。在靶面上，各子束的衍射光斑完全重合，光強分布由單一子透鏡單元的衍射光斑確定，光斑的形狀與單一子透鏡單元的形狀、光波波長、透鏡的焦距有關(guān)，其中子透鏡的形狀對靶面光強分布影響很大。本文用衍射理論分析了透鏡列陣LA單元形狀對靶面焦斑特性(包括焦斑的形狀、大小、旋轉(zhuǎn)對稱性)的影響，并通過數(shù)字模擬了了不同形狀(圓形、方形和六邊形)單元LA靶面的光強分布。該工作對激光的實際應(yīng)用具有重要的學術(shù)價值和實際意義。
