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通过负非线性折射率区域中的氙气传播实现KrF激光的光谱展宽
摘要： 在美国海军惯性约束聚变（ICF）实验的NIKE激光装置中，高功率氟化氪（KrF）激光输出光束需通过长达约75米的空气路径传播以实现角度复用——这是由于KrF介质的能量存储时间不足所致。最新实验与模拟表明，通过受激转动拉曼散射效应，这种传播方式能使激光光束的光谱展宽程度远超NIKE装置采用的诱导空间非相干性（ISI）技术通常实现的约1太赫兹激光线宽。这种增强的带宽可能足以抑制限制ICF靶面可承受最大光强的激光等离子体不稳定性。本文研究了一种替代方案：利用氙气（具有约-248纳米的大负非线性折射率）中的自相位调制实现光谱展宽，从而完全规避横向成丝问题。我们采用双光子矢量模型模拟了混沌非稳态ISI光与集体非线性原子响应的相互作用，并研究了近共振效应对光谱展宽的影响。
关键词： 自相位调制、激光等离子体不稳定性、负非线性折射率、KrF激光器、光谱展宽、氙气
更新于2025-09-16 10:30:52
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SGIII激光装置外环光束的激光等离子体不稳定性研究
摘要： 为研究六面体激光驱动间接作用等新型构型（如六柱端口黑腔和三轴圆柱黑腔）中的激光等离子体不稳定性（LPI），这些构型中激光束以大角度注入黑腔，基于SGIII激光装置现有光路配置条件，首次设计并开展了仅外环光束作用的圆柱黑腔LPI实验。实验发现受激布里渊背向散射（SBS）是主导不稳定性，具有高瞬时反射率。在SBS时变光谱中获得了典型特征，该特征在不同相互作用激光强度下保持相似。通过结合基于光线追迹模型的HLIP程序进行流体动力学模拟分析实验数据，研究表明：黑腔壁与填充气体交界区域的金-气体混合效应对SBS具有重要影响，这表明流体动力学模拟中需要建立黑腔壁高Z等离子体与填充气体的混合模型。本文还讨论了SBS的非线性饱和效应及平滑光束技术。通过对离子渗透效应和平滑光束的有效考量，为改进现有光线追迹方法提供了实用途径。
关键词： 激光等离子体不稳定性、流体动力学模拟、受激布里渊背向散射、光线追踪模型、神光III激光装置
更新于2025-09-09 09:28:46