sbs百皮秒脉冲压缩介质的研究

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1、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SBS百皮秒脉冲压缩介质研究硕士研究生：仲召明导师：哈斯乌力吉教授申请学位：工学硕士学科、专业：物理电子学所在单位：光电子信息科学与技术系答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O437.2U.D.C.:535DissertationfortheMaser’sDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEMEDIAFORHUNDREDPICOSECONDSPULSECOMPRESSIONBYS

2、BSCandidate：ZhongZhaomingSupervisor：Prof.HasiWulijiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PhysicalElectronicsAffiliation：Dept.ofOpto-electronicsInformationScienceandTechnologyDateofOralExamination：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnolo

3、gy哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要激光惯性约束核聚变（InertialConfinementFusion,ICF）可以获得巨大的能量，是有效解决未来能源危机和国防安全问题的重要途径之一，特别是激光惯性约束核聚变提出的一种全新的冲击点火方案，而冲击点火迫切需要百皮秒脉冲的产生；同时，百皮秒激光脉冲在激光等离子体的产生，极紫外(EUV)光刻技术，汤姆逊散射激光雷达(LIDAR)诊断以及激光医疗等方面也起到非常重要的应用，因此获得百皮秒量级的激光脉冲具有重要的实际意义。本论文研究了基于受激布里渊散射（SBS，stimulatedBrillouinsc

4、attering）脉冲压缩技术，相比于其他脉冲压缩具有高的压缩比和高能量转换效率，工程造价低、放大效率高的特性。研究表明，介质对SBS百皮秒脉冲压缩有重要的影响。本文主要通过理论和实验两个方面对SBS脉冲压缩中的介质进行研究，理论上研究了介质参数对Stokes脉宽的影响规律，实验上选取了四种介质进行了对比性研究及理论验证，获得了Stokes脉冲宽度为200ps甚至更窄的激光脉冲输出，给出了影响SBS百皮秒脉冲的主要介质参数，并找出了能替代FC-40的新型介质。首先，利用了SBS脉冲压缩过程的理论模型。通过考虑保留声波场的二阶时间导数项，采用泵浦光的

5、自发散射作为SBS的起始源，结合时间和空间的算法建立数值计算模型，最后编写程序代码；通过与国外参考文献对比，进一步验证了模拟程序的正确性。其次，研究了不同介质参数对Stokes脉冲宽度和SBS能量转换效率的影响规律。分析了Stokes脉冲宽度随不同介质参数（如：声子寿命、增益系数、折射率和声速）的变化情况以及不同介质参数对应不同声波场变化的情况；采用了归一化算法进一步分析了四种介质参数对Stokes脉冲宽度影响的优先级别，并在理论上指出了影响SBS百皮秒脉冲压缩的主要介质参数。最后，选取了四种不同参数的介质在紧凑双池结构下进行对比性实验研究及理论验

6、证。从实验上初步研究了不同结构参数的SBS脉冲压缩特性，确保Stokes脉冲的稳定性；获得了Stokes脉冲宽度为200ps甚至更窄的激光脉冲输出；讨论了影响Stokes脉冲特性的主要介质参数；验证了理论研究的正确性；寻找出了与FC-40相当的、SBS压缩特性良好的、新型的全氟碳化合物介质，FC-3283和FC-770。关键词：受激布里渊散射（SBS）；SBS脉冲压缩；百皮秒脉冲；介质参数-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAnewplancalledimpactignitionhasbeenproposedintheInertia

7、lConfinementFusion(ICF),whichgreatlyacceleratestheICFresearch.Thisplanurgentlyneedsthehundredpicosecondslaserpulse.Inaddition,thehundredpicosecondslaserpulsehasimportantapplicationsinmanyfields,suchasproduceofplasma,ExtremeUltraViolet(EUV)Lithography,ThomsonscatteringLIDARdiag

8、nosis,lasermedicaltreatmentandsoon.Inthisresearch,wemainlytal