透镜列阵光学系统的小尺度不均匀性
2015-04-21郑建洲曹晓君关寿华穆婷婷
大连民族大学学报 2015年3期
郑建洲,曹晓君,关寿华,穆婷婷
(大连民族学院物理与材料工程学院,辽宁大连116605)
采用列阵空间束匀滑技术[1-2],可有效地消除入射激光束近场分布不均匀对靶面辐照的影响,能够控制靶面辐照光强的包络分布,得到接近平顶分布的焦斑,并能有效地抑制旁瓣产生,使靶面的相对光强包络分布对入射激光场的近场分布不敏感。但是,由于列阵均匀辐照光学系统的各个子束间的干涉,必然在焦斑光强包络上产生空间高频成分的多光束干涉效应的微米量级的小尺度强度调制[3-4]。即使使用最佳的包络分布辐照靶面,由于空间高频成分的存在,整体的不均匀性仍难以控制在1%的范围内。虽然这种小尺度的不均匀性可以被等离子体内的横向热传导效应平滑掉,但是,在直接驱动中,辐照加热初期的小尺度不均匀性会直接烙印在靶面,引起流体力学不稳定性,在内爆过程中被进一步放大后,将影响靶丸的对称压缩,使靶丸变形甚至破裂,而靶丸变形会使实现点火所需的激光能量增大[5];在间接驱动中,小尺度不均匀性在等离子体中会引起光学成丝,进而会引起SRS、SBS等非线性效应,这不但会降低X射线的转换效率,而且非线性效应会产生超热电子,使靶芯预热,从而影响靶丸压缩[6]。因此,无论是直接驱动还是间接驱动,都必须消除小尺度的干涉斑纹引起的不均匀性。
为了能够更有效地发挥列阵光学系统在实现靶面均匀辐照的作用,有必要对透镜列正光学系统的小尺度不均匀性的变化规律和减小的方法进行研究。……
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