基于光線追跡的強(qiáng)激光非線性效應(yīng)的仿真與分析.pdf

1、在強(qiáng)激光系統(tǒng)中，三階非線性效應(yīng)是導(dǎo)致光束波前畸變，光束質(zhì)量退化，甚至引起非線性自聚焦和“熱像”效應(yīng)的主要因素。如何減小非線性效應(yīng)的影響，如何改善光束質(zhì)量，如何提高強(qiáng)激光系統(tǒng)的性能，一直是強(qiáng)激光系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　本文基于幾何光學(xué)方法，采用實(shí)際光線追跡進(jìn)行強(qiáng)激光系統(tǒng)中非線性效應(yīng)的仿真與分析，主要研究的是克爾型介質(zhì)的三階非線性效應(yīng)對(duì)光傳輸及光束質(zhì)量的影響。在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)具備的非線性光追程序基礎(chǔ)上，本文通過(guò)編寫(xiě)線性與非線性介質(zhì)光

2、追接口模塊實(shí)現(xiàn)了兩者的混合追跡。以含有非線性介質(zhì)KDP晶體的三片式聚焦系統(tǒng)為例，本文對(duì)不同激光功率密度下KDP晶體的非線性效應(yīng)對(duì)光束質(zhì)量的影響進(jìn)行了仿真分析，并根據(jù)仿真結(jié)果提出了在不改變焦面位置情況下，將元件間隔作為補(bǔ)償器進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化的方法。此外，本文通過(guò)測(cè)量元件面形誤差對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際面形建模，并進(jìn)行了非線性光傳輸仿真，提出了采用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償方法減小面形誤差對(duì)光束的調(diào)制作用的可行性?？紤]到強(qiáng)激光系統(tǒng)光路復(fù)雜，且傳統(tǒng)建模方法的交互性差，本文

3、也開(kāi)展了以元件、組件為基礎(chǔ)的強(qiáng)激光系統(tǒng)建模方面的工作，主要完成了組建模塊的設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)的相關(guān)工作。
　　本文采用光線追跡的方法無(wú)須近軸近似，因而能在非線性傳輸仿真過(guò)程中綜合考慮系統(tǒng)像差、元件面形誤差的影響，此外，仿真結(jié)果和補(bǔ)償方法也能為強(qiáng)激光系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、加工和裝調(diào)提供一定的指導(dǎo)。而強(qiáng)激光系統(tǒng)新建模方式的實(shí)現(xiàn)以及組件庫(kù)等數(shù)據(jù)庫(kù)的建立也為強(qiáng)激光設(shè)計(jì)工作提供了有力的支持。
　　文中關(guān)于強(qiáng)激光光束質(zhì)量的非線性退化與補(bǔ)償?shù)膬?nèi)容已