大口径钕玻璃片放大自发辐射若干问题研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songjuan119004
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为了获得大能量输出的ICF驱动器同时满足元件的抗激光损伤阈值要求,发展大口径的放大器势在必行。棒状放大器在口径增大到一定程度时会出现泵浦困难,增益不均匀等问题,因此片状放大器必然是ICF驱动器中所选择的主放大器类型。钕玻璃是片状放大器最常用的增益介质,其增益能力直接决定了片状放大器的能量输出。随着通光口径的不断增大,放大自发辐射(ASE)和寄生振荡(PO)对钕玻璃片储能的影响越来越显著,也是钕玻璃片及片状放大器口径增大的主要限制因素。ASE在增益介质中传输一旦形成闭合回路,且增益大于损耗即形成PO。一旦抑制了ASE,配合增益介质切小斜角,PO能够得到有效的抑制。强ASE有两个途径,其一为高增益,与片状放大器能量转换过程有关;其二为长路径,一般采用侧面包边结构截断,包边结构界面处一般包含三种光学现象,透射,反射,散射,其中透射和反射与包边剩余反射率有关,散射则由加工缺陷产生,其存在影响了包边结构的ASE抑制能力。因此本文从这两个方面探寻抑制ASE的方法,对发展更大口径的片状放大器有重要意义。  本研究主要内容包括:⑴概述了使用片状放大器的意义,从片状放大器构型,增益介质总类及形状等方面简述了片状放大器的发展成果。其次概述了为抑制钕玻璃片ASE和PO而发展的包边结构,论述了各种包边结构的优缺点。⑵在神光Ⅱ主放大器参数条件下,采用蒙特卡洛和光线追迹算法构建了考虑ASE时钕玻璃片三维储能分布程序,计算了包边完全吸收时,储能分布随泵浦时间的变化关系,计算结果与文献报道结果相同。计算了考虑包层剩余反射率为0.05%时,增益介质泵浦结束后的平均小信号增益系数为4.1305m-1,并与采用探针法测量的平均小信号增益系数进行了对比。计算了不同剩余反射率时小信号增益系数和增益均匀性的变化,计算结果表明,对于通光口径为310mm的钕玻璃片,剩余反射率大于0.1%时小信号增益系数和增益均匀性显著下降。受激发射截面增加虽然能够增加小信号增益系数但会导致增益均匀性下降。随着泵浦作用时间增加,小信号增益系数和增益均匀性下降,因此,在保证氙灯工作在临界阻尼状态下时应尽量减少泵浦作用时间。在现有初始储能密度情况下,增大口径意味着增益能力下降,大口径下要获得现有增益能力需要增大初始储能密度。⑶包边结构是大口径钕玻璃片中抑制ASE的主要途径,然而钕玻璃侧面一般采用铣磨加工(数控加工的一种),较多的亚表面缺陷残留在加工后材料的表层,降低了包边结构抑制ASE的能力。全面分析了研磨抛光中的亚表面缺陷类型,根据力与材料的应力作用对缺陷进行了建模,并提出等效剩余反射率以定量地描述加工后亚表面缺陷对钕玻璃片增益的影响。采用FDTD solutions计算了加工过程中的典型缺陷不同角度入射时的散射特性,并进行了散射测量实验。以数控加工(CNC)抛光中形成的主要缺陷塑性形变型为例,在c类单网格区域内,缺陷数大于50时,对于口径为310mm钕玻璃片包边结构,剩余反射率由0.05%增大至0.1%,引起增益下降。针对加工缺陷散射,对CNC加工后的钕玻璃侧面酸洗15分钟并镀增透膜有助于减少缺陷散射,并进行了实验验证。据此提出了2种改进的包边结构。一种在原有包边结构中增加了钕玻璃侧面酸洗并镀膜操作,另一种直接采用薄膜作为无机粘剂将激光玻璃和包边玻璃粘合起来。后者不仅减缓了侧面加工缺陷散射,且避免了原包边结构中使用的有机包边胶在高氙灯辐照下易分解脱落耐候性较差等问题。⑷针对提出的采用薄膜作为无机粘剂包边方法,从键合的角度探索了实现方案。首先调研了已有的各种键合方法及其键合机理。低温键合法,即氢氧化物催化键合方法具有键合温度低,透光性较好,结构稳定等优点,是一种实现无机粘剂包边的可行方法。基于氢氧化物催化键合提出了低温激光玻璃键合包边方法,并根据此方法选取不同键合溶液制作了钕玻璃键合样品,进行了氙灯辐照实验。采用NaOH水溶液并进行加压处理,及采用硅酸钠水溶液制成的键合样品在2000发次均未出现炸裂,初步验证了这种方法的可行性。
其他文献
近年来我国对外贸易发展势头强劲,企业进出口货物对保税、退税需求强烈,这为保税物流发展创造了条件。投资保税物流中心,对于企业来说是一个耗资巨大的项目。因此,企业必须慎重决
人类也许不是具有多种文化的唯一动物.一些科学家现在认为,鲸类可能也有许多文化.鲸类和我们人类差别很大,不过有证据表明,鲸类可以彼此学习,并把学到的东西再传授给其他鲸,
滑坡是工程项目中常见的病害之一,许多是由人类活动所引起的,诸如开挖工程、修建大坝等大体积土体施工。由此引起的滑坡严重威胁着工程项目的安全。滑坡的危害极大,不仅给工程建
本文应用交通微观仿真技术,建立信号控制模型的微观仿真评价指标体系和综合评价模型,并应用所建立的仿真综合评价模型,为交叉口信号控制运行状况的评估提供科学依据。 首先,分
城市道路网络可靠性是指在规定的条件下和规定的时间内,道路网络所提供的各种服务能够满足出行者出行需求的能力,它是衡量路网质量的重要指标之一。现代城市道路网络越来越庞大
随着经济的高速发展,城市的发展也越来越快,人口也不断增加,随之而来的交通问题成为了各大城市亟待解决的问题。现代科技的不断突破,信息技术的发展使得人类进入大数据时代。由于
本文发展了一种周期微纳结构加工新方法-微透镜列阵投影成像光刻方法,它是以微透镜列阵为投影物镜,将毫米至厘米量级的成像物体缩小上千倍成像,从而光刻制备亚微米至微米特征
学位
铁路编组站是铁路运输网络上非常重要的单元,主要办理货物列车的到、解、集、编、发等作业,是货运列车重要的改编基地。因此,编组站工作效率的高低将会对整个铁路运输网的稳
信号交叉口的研究程度对于城市道路的畅快通行的影响及其意义是非常重要的。对城市中的信号交叉口方案进行评价,并对信号交叉口方案进行改进,从交通系统的组织和管理方面来入手
铁路作为我国社会和经济发展的先行产业,有国民经济的大动脉之称。随着计算机技术的飞速发展,其在铁路运输中的应用也越来越广泛,越来越多的智能和专家系统已经成功运用到铁