填充因子對激光組束遠場功率分布的影響

1、1填充因子對激光組束遠場功率分布的影響填充因子對激光組束遠場功率分布的影響唐前進，施翔春，胡企銓(中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所，上海，201800)摘要：摘要：激光相干組束是獲得激光推進技術(shù)所需要的激光光源的一條重要途徑之一。填充因子對激光光束組束后的遠場分布有重要影響，尤其是對于相干激光組束。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：激光組束；填充因子；遠場分布中圖分類號中圖分類號：TB133文獻標識碼文獻標識碼：ATheeffectofthefilled

2、factonthefarfieldprofilesoflaserbeamcombination（ShanghaiInstituteofOpticsFineMechanicsChineseAcademyofSciencesShanghai201800）Abstract:Combinationofmultiplelaserbeamsisoneoftheimptantwaytoobtaintheenergysourceflaserpropul

3、sion.Thefilledfacthavemucheffectonthefarfiledprofileespeciallyfcoherentcombination.Keywds:lasercombinationfilledfactfarfieldprofile1引言引言高功率高光束質(zhì)量的激光在工業(yè)、科研和軍事上有著重大的應(yīng)用價值，因此也稱為激光研究的一個重要目標之一。盡管現(xiàn)在單臺激光器可以輸出千瓦級功率，但是對于某些特定應(yīng)用領(lǐng)域來說還

4、希望這個功率能更高，比如激光推進技術(shù)中發(fā)射小于1kg的衛(wèi)星到近地軌道，需要地基脈沖激光器的指標為1MW的峰值功率、1kJ的單脈沖能量和1kHz的重復(fù)頻率?！凹す馔七M技術(shù)”是一種新概念推進技術(shù)，即把激光由熱能變?yōu)閯幽?，作為推進工具發(fā)射衛(wèi)星，它的推進性能優(yōu)于火箭，而且有比較好的機動性、靈活性和可靠性[1]。目前，各航天大國都非常重視這項高端技術(shù)，投入大量人力和財力進行研究。美俄德日競相發(fā)展激光推進技術(shù)，2000年，美國光船技術(shù)公司則將直徑為

5、12.2厘米、重50克的光船發(fā)射到71米的高空，光船飛行12.7秒。這是迄今為止飛行時間最長、高度最高及飛船最重的紀錄，其意義不亞于當(dāng)年萊特兄弟第一次駕機飛上天空。國內(nèi)也開展了相應(yīng)的研究工作。裝備指揮技術(shù)學(xué)院2002年11月下旬在國內(nèi)首次進行空氣呼吸模式激光推進試驗，完成了單線導(dǎo)引、雙線3式（1）所描述的光束經(jīng)過由ABCD矩陣所決定的一階系統(tǒng)時滿足Collins積分公式[5]（2）??22111()(0)exp22nniiExzExAx

6、xxDxdxBB?????????????將式（1）代入式（2）后利用下面的積分公式[6]（3）222exp()()(1)(1)mmyxyHxdxH???????????????????????????最后得到201110012()()1()mpimpxAqBxxdeExzHAqBzABq???????????????????(4)211111()exp2dxxixxixiq??????????????這里、是參數(shù)，它們滿足ABCD定律

7、??1qz0qq（5）0101()CDqqzABq???，（6）200iq????(7)1ddxAmx?11xdCmx??222xdACmx???.(9)??12222100()zABq????????這里主要的一階光學(xué)系統(tǒng)為透鏡系統(tǒng)，它相應(yīng)的ABCD矩陣為1100111ABzCDf????????????????????(10)(1)11zfzf????????????這里為透鏡后的傳輸距離，定義為zz?.(11)??zfzf???對