首页 > 论文 > 中国激光 > 38卷 > 3期(pp:312002--1)

惯性约束聚变驱动装置中焦斑整形的自适应光学方法

Far Field Irradiance Profile Control in Inertial Confinement Fusion Drive Facility with Adaptive Optics

  • 摘要
  • 论文信息
  • 参考文献
  • 被引情况
  • PDF全文
分享:

摘要

针对惯性约束聚变(ICF)驱动装置,提出一种新的焦斑整形方法:基于衍射叠加原理,采用自适应光学(AO)技术调整近场相位来实现对远场焦斑形态的控制。以一种新型的变形镜模型——压电薄膜变形镜(PFDM)为例,对AO技术用于焦斑整形的可行性进行了模拟研究。结果表明,在制作工艺允许的范围内,当变形镜的空间分辨率达到一定程度时,便可利用AO技术实现良好的焦斑整形效果,而且能够保证焦斑较好的均匀性。进一步研究结果表明,该方法对波前畸变的容忍度要优于传统方法。

Abstract

A novel method based on diffraction theory with adaptive optics to control far field irradiance profile in inertial confinement fusion device is proposed. Taking piezoelectricity film deformable mirror for example, the probability of this method used in profile control is studied. The results show that adaptive optics technique can be used to control the far-field intensity profile and uniformity easily by deformable mirror with high spatial resolution. In addition, more simulations show that this method is better than traditional method in the tolerance of wavefront distortion.

Newport宣传-MKS新实验室计划
补充资料

中图分类号:TL632+.1;TP273+.2

DOI:10.3788/cjl201138.0312002

所属栏目:自适应光学

基金项目:中国工程物理研究院科学技术发展基金(2009A0401023)资助课题。

收稿日期:2010-09-07

修改稿日期:2010-10-27

网络出版日期:0001-01-01

作者单位    点击查看

王德恩:中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
胡东霞:中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
代万俊:中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
李平:中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
赵军普:中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
景峰:中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
李小群:中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900

联系人作者:王德恩(sduwde@126.com)

备注:王德恩(1986—),男,硕士研究生,主要从事高功率固体激光装置光束质量控制方面的研究。

【1】M. L. Spaeth, K. R. Manes, C. C. Widamayer et al.. National ignition facility wavefront requirements and optical architecture[J]. Opt. Eng., 2004, 43(12): 2854~2865

【2】S. N. Dixit, I. M. Thomas, B. W. Woods et al.. Random phase plates for beam smoothing on the Nova laser[J]. Appl. Opt., 1993, 32(14): 2543~2554

【3】I. Thomas, S. N. Dixit, M. C. Rushford et al.. Kinoform phase plates for focal plane irradiance profile control[J]. Opt. Lett., 1994, 19(6): 417~419

【4】Y. Lin, T. J. Kessler, G. N. Lawrence. Distributed phase plates for super-Gaussian focal plane irradiance profiles[J]. Opt. Lett., 1995, 20(7): 764~771

【5】J. Néauport, X. Ribeyre, J. Daurios et al.. Design and optical characterization of a large continuous phase plate for laser integration line and laser Megajoule facilities[J]. Appl. Opt., 2003, 42(13): 2377~2382

【6】John A. Marozas. Fourier transform-based continuous phase-plate design technique: a high-pass phase-plate design as an application for OMEGA and the national ignition facility[J]. J. Opt. Soc. Am. A, 2007, 24(1): 74~83

【7】W. J. Dai, D. X. Hu, W. Zhou et al.. Beam wavefront control of a thermal inertia laser for inertial confinement fusion application[J]. Appl. Opt., 2009, 48(19): 3691~3694

【8】Koshichi Nemoto, Takashi Fujii, Naohiko Goto et al.. Laser beam intensity profile transformation with a fabricated mirror[J]. Appl. Opt., 1997, 36(3): 551~557

【9】Dai Wanjun, Hu Dongxia, Yang Zeping et al.. Wavefront closed loop correction for entire beam path of technical inegration experiment line[J]. Chinese J. Lasers, 2010, 37(2): 414~417
代万俊, 胡东霞, 杨泽平 等. 神光III原型装置全光路像差闭环校正实验研究[J]. 中国激光, 2010, 37(2): 414~417

【10】Dai Wanjun, Hu Dongxia, Zhou Wei et al.. Application of cavity deformable mirror in petawatt facility with U-turn reverser[J]. Chinese J. Lasers, 2009, 36(11): 2920~2923
代万俊, 胡东霞, 周维 等. 腔镜位置变形镜波前补偿与实验研究[J]. 中国激光, 2009, 36(11): 2920~2923

【11】Jiang Wenhan, Yang Zeping, Guan Chunlin et al.. New progress on adaptive optics in inertial confinement fusion facility[J]. Chinese J. Lasers, 2009, 36(7): 1625~1634
姜文汉, 杨泽平, 管春林 等. 自适应光学技术在惯性约束聚变领域应用的新进展[J]. 中国激光, 2009, 36(7): 1625~1634

【12】Koshichi Nemoto, Takuya Nayuki, Takashi Fujii et al.. Optimum control of the laser beam intensity profile with a deformable mirror[J]. Appl. Opt., 1997, 36(30): 7689~7695

【13】R. El-Agmy, H. Bulte, A. H. Greenaway et al.. Adaptive beam profile control using a simulated annealing algorithm[J]. Opt. Express, 2005, 13(16): 6085~6091

【14】Koshichi Nemoto, Takashi Fujii, Naohiko Goto et al.. Transformation of a laser beam intensity profile by a deformable mirror[J]. Opt. Lett., 1996, 21(3): 168~170

【15】Zeng Zhige, Ling Ning, Jiang Wenhan. Controlling focal profile of He-Ne laser beam[J]. High Power Laser and Particle Beams, 1998, 10(4): 581~586
曾志革, 凌宁, 姜文汉. He-Ne激光束的焦斑形态控制[J]. 强激光与粒子束, 1998, 10(4): 581~586

【16】Zeng Zhige, Ling Ning, Jiang Wenhan. Investigation of fitting capability of active mirror for controlling ICF′s focal profile[J]. High Power Laser and Particle Beams, 1998, 10(1): 1~5
曾志革, 凌宁, 姜文汉. 用于ICF 焦斑形态控制的能动反射镜拟合波面能力研究[J]. 强激光与粒子束, 1998, 10(1): 1~5

【17】Yu Hao, Huang Linhai, Rao Changhui et al.. Applicaiton of G-S algorithm to the control of beam near-filed intensity[J]. Chinese J. Lasers, 2010, 37(5): 1259~1264
余浩, 黄林海, 饶长辉 等. G-S算法在光束近场场强控制中的应用[J]. 中国激光, 2010, 37(5): 1259~1264

【18】Ning Yu, Yu Hao, Zhou Hong et al.. Performance test and closed-loop correction experiment of a 20-element bimorph deformable mirror[J]. Acta Physica Sinica, 2009, 58(7): 4717~4723
宁禹, 余浩, 周虹 等. 20单元双压电片变形镜的性能测试与闭环校正实验研究[J]. 物理学报, 2009, 58(7): 4717~4723

【19】Ning Yu, Zhou Hong, Guan Chunlin et al.. Finite element analysis and measurement of a 20-element bimorph deformable mirror[J]. Acta Optica Sinica, 2008, 28(9): 1638~1642
宁禹, 周虹, 官春林 等. 20单元双压电片变形反射镜的影响函数有限元分析和实验测量[J]. 光学学报, 2008, 28(9): 1638~1642

【20】S. Ehud, S. G. Lipson. Bimorph piezoelectric flexible mirror[J]. J. Opt. Soc. Am, 1979, 69(3): 478~481

【21】P. Halevi. Bimorph piezoelectric flexible mirror: graphical solution and comparison with experiment[J]. J. Opt. Soc. Am, 1983, 73(1): 110~113

【22】C. A. Haynam, P. J. Wegner, J. M. Auerbach et al.. National ignition facility laser performance status[J]. Appl. Opt., 2007, 46(16): 3276~3303

引用该论文

Wang De′en,Hu Dongxia,Dai Wanjun,Li Ping,Zhao Junpu,Jing Feng,Li Xiaoqun. Far Field Irradiance Profile Control in Inertial Confinement Fusion Drive Facility with Adaptive Optics[J]. Chinese Journal of Lasers, 2011, 38(3): 0312002

王德恩,胡东霞,代万俊,李平,赵军普,景峰,李小群. 惯性约束聚变驱动装置中焦斑整形的自适应光学方法[J]. 中国激光, 2011, 38(3): 0312002

被引情况

【1】马雪梅,韩开,张彬. 基于滤波函数的分立变形镜波前校正效果预估. 光学学报, 2014, 34(1): 101002--1

【2】陈明玉,李小燕,陈子阳,蒲继雄. 多束平顶光束在腔内及靶壁的光强分布. 激光与光电子学进展, 2015, 52(9): 91407--1

【3】魏昊波,魏晓峰,王德恩,张晓璐,袁 强,薛 峤,张 鑫,杨 英,赵军普,代万俊,胡东霞. 双脉冲双向传输放大构型波前特性. 中国激光, 2017, 44(3): 305001--1

您的浏览器不支持PDF插件,请使用最新的(Chrome/Fire Fox等)浏览器.或者您还可以点击此处下载该论文PDF