强紫外激光在空气中长程传输受激旋转拉曼散射效应.pdfVIP

第 15 卷 　第 10 期 强 　激 　光 　与 　粒 　子 　束 Vol. 15 ,No. 10 2003 年 10 月 HIGH 　POWER 　LASER 　AND 　PARTICL E 　BEAMS Oct . ,2003 文章编号 (2003) 强紫外激光在空气中长程传输受激旋转拉曼散射效应 1 1 1 1 ,2 2 李廷红 , 　张 　彬 , 　蔡邦维 , 　李恪宇 , 　马 　驰 ( 1. 四川大学 电子信息学院, 四川 成都 610064 ;2 . 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900) 　　摘 　要 : 　采用瞬态受激旋转拉曼散射( ) SRRS 模型 ,详细考虑了激光脉冲波形、介质的非线性极化、泵浦 光的衰减、斯托克斯光的非线性放大以及拉曼线宽等诸多因素 ,对强紫外激光束在空气中长程传输过程产生的 SRRS 效应进行了研究。讨论了产生 SRRS 效应的阈值条件 ,详细分析了 SRRS 效应对激光光束质量的影响。 ( ) 　　关键词 : 　受激旋转拉曼散射 SRRS ; 　转换效率 ; 　阈值 ; 　光束质量 　　中图分类号 :O437. 1 　　　　文献标识码 :A ( ) 　　在惯性约束核聚变 ICF 中 ,频率转换器输出的强紫外激光束需要在空气中长距离传输才能到达聚变靶 ( ) [1 ,2 ] 丸。强紫外激光束在空气长程传输过程中将产生受激旋转拉曼散射 SRRS 效应 。由于 SRRS 效应的存 在 ,不但会引起泵浦光能量的损失 ,而且还将使激光束的光束质量明显变差。对于 ICF 所使用的短脉冲 ,有必 要采用瞬态受激旋转拉曼散射理论来进行处理[1～5 ] 。本文采用描述瞬态 SRRS 的 MaxwellBlochLangevin 方 程组 ,通过数值计算模拟 ,研究了强紫外激光束在空气长程传输过程中产生的 SRRS 效应。讨论了 SRRS 效应 的阈值条件 ,详细分析了 SRRS 效应的存在对激光光束质量的影响。 1 　计算模型 　　本文采用 MaxwellBlochLangevin 方程来描述强紫外激光在空气中长程传输时所产生的 SRRS 效应。该 模型包括了激光脉冲波形、介质的非线性极化、泵浦光的衰减、斯托克斯光的非线性放大以及拉曼线宽等诸多 因素。描述 SRRS 的 MaxwellBlochLangevin 方程组为[1 ] EP ( x , y , z , t) ( ) ( ) ( ) z = - i k 3 Q SRS x ,