振幅调制和位相扰动对三倍频参数优化的影响.pdfVIP

　第 15 卷 　第 1 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 15 ,No. 1 　 　2003 年 1 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Jan. ,2003 　 文章编号 : (2003) 振幅调制和位相扰动对三倍频参数优化的影响 1 1 1 1 ,2 2 李 　强 , 　张 　彬 , 　蔡邦维 , 　李恪宇 , 　魏晓峰 ( 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 : 　详细讨论了入射基频光的振幅调制和位相扰动对三倍频转换效率和动态范围的影响 ,提出了提 高三倍频转换效率和增大动态范围的方法。采用 I/ II 类角度失谐的 KDP 晶体三倍频方案 ,对倍频晶体的参数 进行了优化设计。 　　关键词 : 　振幅调制 ; 　位相扰动 ; 　三次谐波转换 ; 　参数优化 　　中图分类号 : 　O437. 1 　　　　文献标识码 : 　A ( ) 　　在惯性约束聚变 ICF 驱动器中 ,高强度激光的高效三倍频技术是关键技术之一。在实际应用中 ,不仅要 求三倍频方案具有较高的转换效率 ,而且要求有较大的动态范围 , 因此 ,对倍频晶体参数的优化设计是十分重 要的。以往的工作均是在基频光无畸变的理想情况下分别对二、三倍频晶体的厚度、失谐角度等参数进行了优 化[1～4 ] 。然而 ,在 ICF 驱动器中 , 由于光泵而产生的动态热畸变、光学材料的不均匀性、光学元件表面加工误 差引起的面形畸变等因素的影响 ,入射基频光总是存在一定的振幅调制和位相扰动。本文详细讨论了入射基 频光的振幅调制和位相扰动对三倍频转换效率和动态范围的影响 ,在此基础上 ,提出了提高三倍频转换效率和 增大动态范围的方法 ,并以 I/ II 类角度失谐 KDP 晶体三倍频方案为例 ,对倍频晶体的参数进行了优化设计 , 其结果对高功率倍频系统的工程设计有一定的参考价值。 1 　物理模型 1 . 1 　谐波转换方程组的数值求解 　　谐波转换方程组的一般形式可表示为[5 ] 2 2 A A ω A A i n ω i i i i i i i ( ) α ( ) + + 2 i n i + ρ = f A 1 , A 2 , A 3 - iA i , 　i = 1 , 2 , 3 1 2 2 i x y c z y c 式中 : A 表示复振幅; n 是折射率; ρ是离散因子; α是吸收系数, i = 1 ,2 ,3 分别对应于基频光、二倍频光和三 i i i