强激光圆对称超高斯光束的自聚焦环

 通过数值求解非线性薛定谔方程,详细描述了圆对称超高斯光束在Nd:glass介质中传输形成的自聚焦环。初始光束受到扰动后,环就会分裂形成强烈的细光束,显示出自聚焦环的不稳定性,细光束具有很大的峰值光强,将对介质造成极大的危害。     

强激光圆对称超高斯光束的自聚焦环

通过数值求解非线性薛定谔方程 ,详细描述了圆对称超高斯光束在 Nd:glass介质中传输形成的自聚焦环。初始光束受到扰动后 ,环就会分裂形成强烈的细光束 ,显示出自聚焦环的不稳定性 ,细光束具有很大的峰值光强 ,将对介质造成极大的危害     

强激光圆对称超高斯光束的自聚焦环

通过数值求解非线性薛定谔方程,详细描述了圆对称超高斯光束在Nd:glass介质中传输形成的自聚焦环。初始光束受到扰动后,环就会分裂形成强烈的细光束,显示出自聚焦环的不稳定性,细光束具有很大的峰值光强,将对介质造成极大的危害。     

利用运动光束抑制高功率激光小尺度自聚焦

提出了近场“运动光束”的概念.指出光谱色散匀滑装置可以在近场产生运动光束,理论分析了运动光束的产生机理、条件、运动特性以及对小尺度自聚焦的抑制作用.通过数值模拟,得到计算结果与理论分析一致. 关键词： 运动光束 光谱色散匀滑 小尺度自聚焦 惯性约束聚变     

高功率激光放大器中光束的成丝和B积分

研究了高功率激光放大器中光束的成丝问题,利用弗兰兹－诺德威克（Frantz-Nodvik)模型将准稳态波动议程推广到介质有饱和增益的情形,进而得到高功率激光放大器中小尺度调制的传输方程,在小信号增益和饱和增益情形下,分别得到了小尺度调制方程的精确解析解和数值解。结果表明,对于相同的输入光强,增益使小尺度调制增益谱的范围加宽,最快增长频率增高,最大增长率提高;同时,在放大介质中,小尺度调制的最快增长频率和最大增长率还随传输距离变化,增益饱和效应使小尺度调制的增长速度以及B积分的增长低于无饱和放大情形。     

方形超高斯光束在Kerr介质中的强度演化特性

基于非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶算法模拟了方形超高斯光束在Kerr介质中的传输情况,重点分析了方形超高斯光束轴向中心强度与对角方向强度的演化特性,同时还分析了其在Kerr介质中的自聚焦特性、峰值光强变化情况以及B积分变化情况。研究结果表明:方形超高斯光束通过Kerr介质后,距光束中心不同距离处有不同程度的强度增强和凹陷,光束中心附近的强度增强和凹陷较弱,光束边缘以及四角处的强度增强和凹陷较强,且对角方向上的强度增强和凹陷程度要强于轴向中心方向;减小阶数可以减缓光束的边缘强度增强,并可以减缓B积分的增长;减少Kerr介质厚度可以降低光束边缘强度增强程度,并可以减小B积分的大小。提出了光束边缘强度起伏的主要原因可能是光束的相干叠加。     

高功率超高斯光束传输的非线性补偿研究

分析了高功率超高斯光束在非线性介质中传播的基本理论,用分步傅里叶变换方法计算了10阶超高斯光束在非线性介质内的传输过程,最后采用具有负折射率系数的非线性介质作为补偿材料,对不同的补偿方式进行了对比分析。研究表明,四种补偿方式均可以大大减小光束的B积分,有效防止超高斯光束边缘的非线性增长,降低光束的小尺度自聚焦,同时选用后补偿作为最佳补偿方式。     

高功率超高斯光束传输的非线性补偿研究

 分析了高功率超高斯光束在非线性介质中传播的基本理论，用分步傅里叶变换方法计算了10阶超高斯光束在非线性介质内的传输过程，最后采用具有负折射率系数的非线性介质作为补偿材料，对不同的补偿方式进行了对比分析。研究表明，四种补偿方式均可以大大减小光束的B积分，有效防止超高斯光束边缘的非线性增长，降低光束的小尺度自聚焦，同时选用后补偿作为最佳补偿方式。     

激光聚变驱动器的光束相干性及其控制:回顾与展望

高功率强激光与物质相互作用蕴藏着丰富的非线性效应,激光聚变驱动器的光束具有高度相干性,它在光束传输过程中极大地凸显了这种效应,并不可避免地制约着激光功率的提升和激光能量的有效利用。回顾激光聚变驱动器的发展史,在提升激光输出能力的主线外,还存在一条与光束相干性做斗争的暗线贯穿其中。以激光与物质相互作用为牵引,从高功率强激光传输中非线性效应抑制和激光等离子体相互作用的抑制两方面回顾了激光聚变驱动器光束相干性的控制现状,并针对潜在需求,展望了未来高功率激光发展的创新技术。     

激光带宽抑制光束小尺度自聚焦效应的条件

激光带宽有利于抑制光束的小尺度自聚焦效应,从而突破非线性效应的限制提高高能固体激光器的输出功率。研究表明,带宽抑制小尺度自聚焦效应的程度与带宽和脉宽之比密切相关,相同脉宽条件下带宽越大对空间小尺度自聚焦的抑制作用越明显,而带宽一定时随着脉冲宽度的增大,带宽的抑制作用则逐渐变弱。在实际的钕玻璃激光放大系统中,由有限的增益带宽以及增益窄化等因素所限制的带宽量,决定了在这类固体激光系统中需要脉冲宽度短至皮秒量级才能有效利用激光带宽抑制小尺度自聚焦效应,而对于长至数十皮秒,甚至纳秒量级的长脉冲而言,如此有限的带宽量对小尺度自聚焦的抑制几乎不起作用。     

发散光束小尺度自聚焦特性的研究

研究了发散光束的小尺度自聚焦效应。从非线性傍轴波动方程出发,利用坐标变换,推导出发散光束小尺度扰动的传输方程,进而得到小尺度扰动增长的临界频率、最大增长频率和相应B积分值的变化规律。研究了发散光束初始曲率半径对小尺度自聚焦效应的影响。结果表明,对于一定的传输距离,随着发散光束初始曲率半径的减小,小尺度扰动的最大增长频率减小,相应的最大增益减小,即B积分值也减小。对于一定的初始曲率半径,随着传输距离的增大,B积分值增长变缓,并最终停止。利用局部能量守恒定律研究了发散光束的成丝距离,发现小的初始曲率半径可以延长成丝距离。     

强非局域非线性介质中的超高斯空间光孤子族

运用变分法,对任意实对称响应函数泰勒级数展开取至二阶,得到了1 1维强非局域非线性介质中光束传输的超高斯光束的近似分析解,提出了超高斯空间光孤子族模型。分析结果表明:束宽解是三角函数型,相移、空间啁啾以及临界输入功率都正比于超高斯光束的阶数,束宽振荡周期不仅与介质材料有关,而且还与光束和相位因子的阶有关。提出了准方波形空间光孤子的可能性。     

无外加氟施主产生KrF准分子发射谱实验研究

We report a new technique to suppress the low-spatial-frequency rings and ripples (LSFRs) of laser near-field intensity distribution in the spatial filter (SF) used in ICF laser drivers. This technique employs a spatial filter with Gaussian transmission, instead of the hard-edged pinhole, at the confocal plane of a Newtonian telescope. The resulting beam has a super-Gaussian transverse intensity profile without the LSFRs that certainly appear when a hard-pinhole was used as a filter in the conventional technique.     

Density Transition Based Self-Focusing of cosh-Gaussian Laser Beam in Plasma with Linear Absorption

Density transition based self-focusing of cosh-Gaussian laser beam in plasma with linear absorption has been studied. The field distribution in the plasma is expressed in terms of beam width parameter, decentered parameter, and linear absorption coefficient. The differential equation for the beam width parameter is solved by following Wentzel—Kramers—Brillouin (WKB) and paraxial approximation through parabolic wave equation approach. The behaviour of beam width parameter with dimensionless distance of propagation is studied at optimum values of plasma density, decentered parameter and with different absorption levels in the medium. The results reveal that these parameters can affect the self-focusing significantly.     

Relativistic Self-Focusing of Hermite-cosine-Gaussian Laser Beam in Collisionless Plasma with Exponential Density Transition

This work reveals an exploration of self-focusing of Hermite-cosine-Gaussian laser beam in a collisionless plasma under relativistic nonlinearity. Self-focusing along with self-trapping of Hermite-cosine-Gaussian laser beam are analyzed for different values of laser intensity, plasma density, and decentered parameters. Mathematical analysis displays that these parameters play a major role in achieving the stronger and earlier self-focusing. Further, a comparative study between self-focusing of Hermite-cosine-Gaussian laser beam with and without exponential density ramp profile is introduced. Plasma density transition with exponential profile is found to be more effective in order to have stronger self-focusing. The present analysis may lead to very useful applications in the field of efficient harmonic generation, laser driven fusion etc.     

Effect of Higher Order Axial Electron Temperature on Self-Focusing of Electromagnetic Pulsed Beam in Collisional Plasma

Effect of higher order axial electron temperature on self-focusing of electromagnetic pulsed beam in collisional plasma is investigated. It is shown that higher order axial electron temperature T_p4 is not trivial than T_p0 and T_p2, which can modify slightly radial redistribution of electron density and increases effective dielectric constant. As a result, on one hand, slightly reduce electromagnetic beam self-focusing in the course of oscillatory convergence, on the other hand, quicken beam divergence in the course of steady divergence, i.e., higher order axial electron temperature T_p4 can decrease the influence of collisional nonlinearity in collisional plasma.