强激光长程传输受激转动拉曼散射增益系数测量方法研究

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1、工学硕士学位论文强激光长程传输受激转动拉曼散射增益系数测量方法研究RESEARCHOFGAINCOEFFICIENT MEASURMENTOFSTIMULATEDROTATIONALRAMANSCATTERINGFORINTENSELASERLONGPATHPROPOGATION赵宇晗哈尔滨工业大学2011年6月国内图书分类号：O437.2学校代码：10213国际图书分类号：535密级：公开工学硕士学位论文强激光长程传输受激转动拉曼散射增益系数测量方法研究硕士研究生：赵宇晗导师：吕志伟教授申请学位：工

2、学硕士学科：物理电子学所在单位：光电子信息科学与技术系答辩日期：2011年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O437.2U.D.C:535DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringREASERCHOFGAINCOEFFICIENTMEASURMENTOFSTIMULATEDROTATIONALRAMANSCATTERINGFORINTENSELASERLONGPATHPROPOGATIONCandidate：ZhaoYuhanS

3、upervisor：Prof.LuZhiweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Physical-ElectronicsAffiliation：DepartmentofOpto-electronicsInformationScienceandTechnologyDateofDefence：June,2011Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要

4、在惯性约束核聚变驱动装置终端光学组件的设计中，脉冲激光经放大、传输至靶室的过程中产生的SRRS效应会损耗光束能量、降低光束质量，带来不利影响。在强激光脉冲长程传输SRRS效应的研究中，获得精确的增益系数是研究SRRS产生和增长规律的关键。目前对于强激光长程传输SRRS增益系数的实验研究结果不够充分和系统，无法用来指导惯性约束核聚变驱动装置终端光学组件的设计，因此在实验室中进行强激光长程传输SRRS增益系数的测量具有重要意义。大能量激光器受到散热等工作条件的限制，激光脉冲输出时间间隔很长，可以得到的测量

5、结果有限；同时，受测量仪器精度所限，测量结果含有误差，如何通过极其有限的测量结果获得具有较高精度的增益系数值是具有一定难度并亟待解决的问题。本文从误差理论和数据处理方法出发，分析利用最小二乘法获得SRRS增益系数的精度，并研究了数据处理改进方法，包括戴明推广最小二乘法、交换变量最小二乘法和不等精度测量时加权的最小二乘法。利用数值模拟分别研究了以上方法各自应用与结合应用对计算结果的修正效果，并分析了几种方法适用的条件。当泵浦光测量误差大于斯托克斯光测量误差时，采用戴明推广最小二乘法有明显的修正效果，然而

6、该方法计算过程复杂，且修正过程中使用的参数λ难以获得，在实际测量中修正效果无法预测；交换变量的最小二乘法可以获得与戴明推广最小二乘法相似的修正效果，其数据处理过程简单，原理易懂，在斯托克斯光测量误差较小时可以采用。由于斯托克斯光测量之后需取对数进行最小二乘法数据处理，因此可视为不等精度测量，应采用加权的最小二乘法处理。然而由于泵浦光测量误差的存在，加权的最小二乘法仅在泵浦光测量精度较高时才有较好的修正作用。根据以上对数据处理方法的研究，兼顾实验测量的可操作性和计算结果的精度，给出了实验中测量样本数目的

7、参考值，和获得更高精度测量结果的方法；本文还给出了实验平台的优化建议，为后续实验工作的开展提供了依据和参考。关键词：受激转动拉曼散射；增益系数；最小二乘法；误差理论；数据处理；-I-AbstractAbstractToobtainanaccurategaincoefficientiscriticalforinvestigatingthegenerationandgrowthofstokespulseinstimulatedrotationalRamanscattering.However,therei

8、snosufficientandsystematicresearchachievementpublisheduntilnow.Inordertoguidetheexcogitationofterminalopticsininertialconfinementfusiontarget,itisofgreatimportancetomeasurethegaincoefficientofstimulatedrotationalRamanscatteringfo