基于sbs脉冲压缩产生百皮秒脉冲及尾部调制抑制的研究

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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：工学硕士学位论文基于SBS脉冲压缩产生百皮秒脉冲及尾部调制抑制的研究硕士研究生：张昀导师：王雨雷副教授申请学位：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’sDegreeinEngineeringINVESTIGATIONONOBTAININGAHUNDREDSP

2、SPULSEANDSUPPRESSINGITSTAILMODULATIONSBASEDONSBSPULSECOMPRESSIONCandidate：ZhangYunSupervisor：Prof.WangYuleiAcademicDegreeAppliedfor：AssociateMasterofEngineeringSpeciality：PhysicalElectronicsAffiliation：Dept.ofOpto-electronicsInformationScienceandTechnologyDateo

3、fOralExamination：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要受激布里渊散射(StimulatedBrillouinScattering，SBS)脉冲压缩，可以获得高强度的短脉冲，而且其具有结构简单、自泵浦等特点，因而它在激光惯性约束核聚变等领域有着诱人的潜在应用。本论文的目的是探索如何通过SBS脉冲压缩获得百皮秒的短脉冲以及对在产生高强度短脉冲过程中产生的尾部调制进行抑制，这不仅

4、可以为冲击点火提供种子脉冲，还可以为高能质子辐射效应等强场物理的研究中提供所需高强度短脉冲。首先唯象的分析了SBS的物理过程，并根据噪声起源模型，对SBS脉冲压缩的物理机制进行了分析，研究获得最窄压缩脉冲所需要条件，然后分析了SBS脉冲压缩过程中尾部调制产生的原因，提出了Stokes波形依赖于泵浦有效脉冲宽度的思路，并研究了有效脉冲宽度随能量的变化规律。其次，从数值模拟角度研究了泵浦光参数、结构参数、介质参数对SBS脉冲压缩以及对尾部调制的影响，借助有效能量反射率分析了尾部调制的变化规律，并从泵浦有效脉冲宽度随各参数

5、的变化角度分析其产生的原因。最后提出了“单边削泵浦”和“双边削泵浦”的方法来抑制百皮秒脉冲的尾部调制。针对“单边削泵浦”，即先通过短焦透镜的脉冲压缩，使泵浦光的前沿变陡，这样泵浦光的有效脉冲宽度随能量的变化就变缓了，然后再通过长焦透镜对削泵浦后的脉冲进行压缩。实验观测到，和未进行削泵浦处理的Stokes脉冲相比，进行单边削泵浦处理的Stokes脉冲不仅脉宽更窄，达到56ps，而且有效能量反射率得到了极大提高，几乎达到50%。但这种方法的不足之处就是，在能量较高的时候会出现光学击穿。为了弥补这种不足，提出了“双边削泵浦

6、”的方法，这种方法的基本思想是基于在较高泵浦能量下提高Stokes脉冲的产生阈值，从而缩短泵浦光的有效脉冲宽度，在实验上采用在振放双池之间加入衰减片来达到这一目的。在实验中发现，随泵浦能量的增大，不加入衰减的情况下，Stokes脉冲有效能量反射率一直减小，在700mJ时才14.95%，而当选用50%的衰减时，Stokes脉冲有效能量反射率高达51%，其尾部调制得到了非常好的抑制，并且Stokes脉冲脉宽也得到了进一步的压缩，最后获得了尾部基本无调制的284ps的激光脉冲输出。关键词：受激布里渊散射；脉冲压缩；有效脉冲

7、宽度；尾部调制-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsanimportantwaytogethigh-intensityshortpulse,StimulatedBrillouinScattering(SBS)pulsecompressionhasgreatpotentialapplicationsinlaserinertialconfinementfusion,foritscharactersofsimple-compositionandself-pumpingetc.Theobjectiveoft

8、hepaperisfindingthewaytogethundreds-picosecondsshortpulseandsuppressingitstailmodulationsbasedonSBSpulsecompression,whichcanprovideavailableseedlaserpulsefortheresearchofsho