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激光多程放大系统杂散光分析

作　者: 何志平
导　师: 岑兆丰；李晓彤
学　校: 浙江大学
专　业: 光学工程
关键词: 杂散光 鬼像 激光多程放大系统 光线追迹 光线光学
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 226次
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内容摘要


全面核禁试条约签订后，激光核聚变作为受控核聚变的最佳技术途径，得到各核大国的高度重视。多程放大系统由于能够有效地提高系统效率、降低系统造价，被广泛地应用于的作为核聚变驱动器的高功率激光系统中。多程放大激光装置系统内产生的多个鬼像将严重影响光束质量和传输特性，并可能对系统中关键元件造成损伤。 本课题就是以“神光-Ⅲ”激光装置中的杂散光为研究对象，针对高功率多程放大系统在鬼像分析与处理方面特殊要求，从光线光学的基本原理出发，应用近轴光线与空间光线追迹技术路线，提出一种新型的分析方法和数据结构。通过对多程放大系统的高斯光束进行高密度典型光线取样，建立杂散光及鬼像分析的三维数学模型，进而得出适合于求解这类数学模型的计算方法，实现计算机光路模拟。编制的专门的杂散光分析软件能全面捕捉系统中激光束多次残余反射产生的鬼像，并模拟鬼光束的能量衰减过程，从而找出对光学元件及系统性能存在威胁的鬼像，确定其位置，同时对各光学元件特别是关键元件处的能量密度与元件的稳定性进行描述。 本课题所产生软件能满足多程放大系统不同要求的鬼像分析计算，其分析成果直接应用于激光多程放大系统的设计，对于缩短设计周期、提高光束质量、降低装置造价，具有重要意义及明确的应用前景。

全文目录


第一章 绪论  8-21
  1．1 课题背景  8-13
    1．1．1 “理想的能源”——聚变能  8-9
    1．1．2 亟待解决的难题——受控核聚变  9-10
    1．1．3 受控核聚变的最佳技术途径——激光核聚变  10-11
    1．1．4 激光核聚变的历史性机遇——核禁试条约的签订  11-13
  1．2 问题的提出  13-18
    1．2．1 高功率固体激光装置的辉煌发展  13-14
    1．2．2 激光多程放大系统  14-15
    1．2．3 多程放大系统杂散光分析  15-18
  1．3 本课题的研究内容  18-21
第二章 杂散光概述  21-31
  2．1 杂散光的来源  21-23
    2．1．1 由组成系统的光学零件所产生的杂散光  21-22
    2．1．2 光学系统中的机械零件产生的杂散光  22-23
  2．2 杂散光的危害  23-24
    2．2．1 影响系统成像质量  23
    2．2．2 影响像的彩色还原  23-24
    2．2．3 损伤系统中光学元件  24
    2．2．4 影响光束质量和传输特性  24
  2．3 杂散光的常用计算方法  24-28
    2．3．1 蒙特卡罗（Monte Carto）法  25
    2．3．2 光线追迹法  25-26
    2．3．3 近轴近似法  26-27
    2．3．4 光流密度追迹法  27-28
  2．4 杂散光的常用测量方法  28-31
    2．4．1 黑斑法  28
    2．4．2 点源法  28-29
    2．4 总述  29-31
第三章 激光多程放大系统鬼像分析的研究对象和研究方法  31-42
  3．1 激光多程放大系统的基本构型  31-36
    3．1．1 前端  33
    3．1．2 预放级  33-34
    3．1．3 主放大级  34-35
    3．1．4 诊断靶场系统  35-36
  3．2 激光多程放大系统鬼像分析的研究方法  36-40
    3．2．1 光线光学方法  36-37
    3．2．2 近轴光线传播定律  37-38
    3．2．3 空间光线传播定律  38-40
  3．3 程序设计语言  40-42
第四章 激光多程放大系统鬼像分析的技术路线  42-51
  4．1 高功率激光装置中杂散光特点  42-43
  4．2 杂散光分析模型  43-46
    4．2．1 鬼像的来源  43-44
    4．2．2 光线高密取样  44-45
    4．2．3 鬼像影响区域  45-46
  4．3 杂散光分析技术路线及数据结构  46-51
第五章 多程放大系统鬼像分析软件  51-64
  5．1 鬼像分析软件系统分析及开发计划  51-55
    5．1．1 系统分析  51
    5．1．2 可行性分析  51-52
    5．1．3 软件开发计划  52-55
  5．4 软件设计与编码  55-61
    5．4．1 系统结构参数的输入与修改  55-58
    5．4．2 初级像差计算与鬼像近轴分析  58-59
    5．4．3 实际光线鬼像分析  59-60
    5．4．4 规范的编码方法  60-61
  5．5 软件测试  61-62
  5．6 软件维护  62
  5．7 小结  62-64
第六章 光线追迹子程序中若干重要问题的处理  64-78
  6．1 标准面（Standard）光线追迹程序处理  64-67
  6．2 非球面（Asphere）光线追迹程序处理  67-71
  6．3 偏心倾斜问题（CoordBreak面型）的处理  71-75
  6．4 其它需要特殊考虑的问题  75-78
第七章 杂散光分析软件的功能概述和实例计算  78-84
  7．1 系统结构参数的输入与修改  78
  7．2 初级像差计算与鬼像近轴分析  78-79
  7．3 实际光线鬼像分析  79
  7．4 杂光实例计算  79-84
第八章 课题结论与展望  84-87
  8．1 软件的主要特点  84-85
  8．2 课题展望  85-87
攻读硕士学位期间发表的文章  87

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 激光技术、微波激射技术 > 激光器
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