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随机分布缺陷产生“热像”的演化规律

蔡朝斌  赵建林  彭涛  李东  
【摘要】:"热像"(hot-image)效应是制约高能激光系统,特别是惯性约束聚变(ICF)激光驱动器安全运行和提高输出功率的瓶颈因素之一。"热像"效应的研究对于评估高能激光系统的安全性具有重要意义,目前"热像"的研究主要是针对光束受到单个或有限个缺陷规则分布调制形成"热像"的情况,然而这样的缺陷模型过于理想化,对于光束受随机分布缺陷调制后所形成"热像"的演化规律还尚未见报道。本文在"热像"的衍射理论模型基础上,通过引入随机分布缺陷模型,并以光传输矩阵为数学手段,理论分析了高能激光系统中存在的随机分布缺陷产生"热像"的形成机理,并利用数值模拟的方法研究了高能激光束受到这种随机性缺陷调制后所形成"热像"的演化规律。结果表明,"热像"所在平面光强极大值点的横向位置与光学元件表面的缺陷横向分布相互对应,当缺陷的尺寸达到某个合适值时,受其调制的光束能形成强度最大的"热像"。从统计平均的角度讨论了"热像"强度最大值的变化趋势与缺陷分布的数目和尺寸范围之间的关系。结果表明,在一定数目和尺寸范围内,随缺陷的尺寸范围和数目的增加,"热像"强度最大值均有增加的趋势,但具有最合适尺寸的缺陷在元件表面出现的概率达到一定程度后,统计的结果将趋于稳定。

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