搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

连续位相板均方根梯度对焦斑匀滑特性的影响

冯友君 林中校 张蓉竹

引用本文:
Citation:

连续位相板均方根梯度对焦斑匀滑特性的影响

冯友君, 林中校, 张蓉竹

The influence of root mean square phase gradient of continuous phase plate on smoothing focal spot

Feng You-Jun, Lin Zhong-Xiao, Zhang Rong-Zhu
PDF
导出引用
  • 为满足惯性约束聚变(ICF)系统中,对焦斑均匀辐照的条件,研究了连续位相板(CPP)面形特征对远场光斑质量的影响.从波动光学和几何光学两个不同的角度建立分析模型,并利用均方根梯度这一参数将其统一起来.利用所建立的分析模型,通过数值计算研究了CPP面形均方根梯度对低频畸变光束的匀滑效果.结果表明:随着CPP均方根梯度增大,匀滑后的远场焦斑半径增大;光束顶部不均匀性先很快减小,再缓慢降低,最后趋于不变,可见CPP对光束的匀滑效果明显;束匀滑过程对能量利用率的影响先几乎不变,然后逐渐减小.当CPP的相关长度不变,均方根梯度在0.20.8 wave/mm范围内时,光斑尺寸、光束顶部不均匀性及能量利用率都在较好的范围.
    In order to satisfy uniform irradiation requirement in inertial confinement fusion(ICF) system, the influence of surface characteristics of continuous phase plate on beam quality is studied in this paper. Based on wave optics and geometrical optics, theoretical analysis model is established, respectively. And the parameter, root mean square gradient, is used to unify both theoretical models. Meanwhile, the smoothing effects of root mean square phase gradient of continuous phase plate on laser beam with low-frequency aberrant wavefront are simulated. Numerical simulations show that the radius of focus spot will increase with the increase of root mean square phase gradient of continuous phase plate, and nonuniformity of beam top will decrease quickly, then reduce slowly and tend to be unchanged finally. So smoothing effect of continuous phase plate is obvious. In addition, energy availability factor has little change, then decreases gradually and reduces slowly. Spot size, nonuniformity of beam top and energy availability factor are all in a good range when the correlation length of continuous phase plate is not changed and root mean square gradient is 0.20.8 wave/mm.
    • 基金项目: 国家重大科学研究计划(批准号: JG2010099)资助的课题.
    [1]

    Li P, Ma C, Su J Q, Cheng W Y, Liu L Q, Wang W Y, Mo L, Zhou L D 2008 High Power Laser and Particle Beams 20 1114 (in Chinese) [李 平、马 驰、粟敬钦、程文雍、刘兰琴、王文义、莫 磊、周丽丹 2008 强激光与粒子束20 1114]

    [2]
    [3]

    Enzo Di Fabrizio, Dan Cojoc, Stefano Cabrini, Burkhard Kaulich, Jean Susini, Paolo Facci, Thomas Wilhein 2003 Opt. Exp. 11 2278

    [4]
    [5]

    Zapata-Rodrguezl C J, Caballero M T 2007 Opt. Lett. 32 2472

    [6]

    Wei S B, Bu J, Zhu S W, Yuan X C 2011 Chin. Opt. Lett. 9 031001

    [7]
    [8]
    [9]

    Yao X, Gao F H, Zhang Y X, Wen S L, Guo Y K, Lin X D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3130(in Chinese)[姚 欣、高福华、张怡霄、温圣林、郭永康、林祥棣 2009 物理学报 58 3130]

    [10]

    Zhan J H, Yao X, Gao F H, Yang Z J, Zhang Y X, Guo Y K 2011 Acta Phys. Sin. 60 014205(in Chinese) [占江徽、姚 欣、高福华、阳泽健、张怡霄、郭永康 2011 物理学报60 014205]

    [11]
    [12]
    [13]

    Yao X, Gao F H, Gao B, Zhang Y X, Huang L X, Guo Y K, Lin X D 2009 Acta Phys. Sin. 58 4598(in Chinese)[姚 欣、高福华、高 博、张怡霄、黄利新、郭永康、林祥棣 2009 物理学报 58 4598]

    [14]
    [15]

    Li J L, L B D 2008 Acta Phys. Sin. 57 3006(in Chinese)[李建龙、吕百达 2008 物理学报57 3006]

    [16]
    [17]

    Kato Y, Mima K, Miyanaga N, Arinaga S, Kitagawa Y, Nakatsuka M 1984 Phys. Revi. Letts. 53 1057

    [18]

    Dixit S N, Lawson J K, Manes K R, Powell H T, Nugent K A 1994 Opt.Lett. 19 417

    [19]
    [20]
    [21]

    Kessler T J, Lin Y, Armstrong J J, Velazquez B 1993 SPIE 1870

    [22]

    Lin Y, Kessler T J, Lawrence G N 1995 Opt. Lett. 20 764

    [23]
    [24]
    [25]

    Lin Y, Kessler T J, Lawrence G N 1996 Opt. Lett. 21 1703

    [26]
    [27]

    Yang C L, Zhang R Z, Xu Q, Ma P 2008 Appl. Opt. 47 1465

    [28]
    [29]

    Deng X, Liang X, Chen Z, Yu W 1986 Appl. Opt. 25 377

    [30]

    Wen S L, Xu Q, Ma P, Yang C L, Zhou L S, Yan H 2009 Acta Optica Sinica 29 3179 (in Chinese) [温圣林、许 乔、马 平、杨春林、周礼书、颜 浩 2009 光学学报29 3179]

    [31]
    [32]
    [33]

    Marozas J A 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 74

    [34]

    Williams W, Auerbach J, Hunt J, Lawson L, Manes K, Orth C,Sacks R, Trenholme J, Wegner P 1997 LLNL Technical Report

    [35]
    [36]

    Lin Z X, Zhang R Z, Yang C L, Xu Q. 2010 High Power Laser and Particle Beams 22 2634 (in Chinese) [林中校、张蓉竹、杨春林、许 乔 2010 强激光与粒子束 22 2634]

    [37]
    [38]
    [39]

    Goodman J W (Translated by Qin K C, Liu P S, Chen J 2006 Introduction to Fourier Optics Third Edition (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) pp5153 (in Chinese) [顾德曼Joseph W著 秦克城、刘培森、陈家璧、曹其智译 2006 傅里叶光学导论 第三版(北京;电子工业出版社)第5153页]

  • [1]

    Li P, Ma C, Su J Q, Cheng W Y, Liu L Q, Wang W Y, Mo L, Zhou L D 2008 High Power Laser and Particle Beams 20 1114 (in Chinese) [李 平、马 驰、粟敬钦、程文雍、刘兰琴、王文义、莫 磊、周丽丹 2008 强激光与粒子束20 1114]

    [2]
    [3]

    Enzo Di Fabrizio, Dan Cojoc, Stefano Cabrini, Burkhard Kaulich, Jean Susini, Paolo Facci, Thomas Wilhein 2003 Opt. Exp. 11 2278

    [4]
    [5]

    Zapata-Rodrguezl C J, Caballero M T 2007 Opt. Lett. 32 2472

    [6]

    Wei S B, Bu J, Zhu S W, Yuan X C 2011 Chin. Opt. Lett. 9 031001

    [7]
    [8]
    [9]

    Yao X, Gao F H, Zhang Y X, Wen S L, Guo Y K, Lin X D 2009 Acta Phys. Sin. 58 3130(in Chinese)[姚 欣、高福华、张怡霄、温圣林、郭永康、林祥棣 2009 物理学报 58 3130]

    [10]

    Zhan J H, Yao X, Gao F H, Yang Z J, Zhang Y X, Guo Y K 2011 Acta Phys. Sin. 60 014205(in Chinese) [占江徽、姚 欣、高福华、阳泽健、张怡霄、郭永康 2011 物理学报60 014205]

    [11]
    [12]
    [13]

    Yao X, Gao F H, Gao B, Zhang Y X, Huang L X, Guo Y K, Lin X D 2009 Acta Phys. Sin. 58 4598(in Chinese)[姚 欣、高福华、高 博、张怡霄、黄利新、郭永康、林祥棣 2009 物理学报 58 4598]

    [14]
    [15]

    Li J L, L B D 2008 Acta Phys. Sin. 57 3006(in Chinese)[李建龙、吕百达 2008 物理学报57 3006]

    [16]
    [17]

    Kato Y, Mima K, Miyanaga N, Arinaga S, Kitagawa Y, Nakatsuka M 1984 Phys. Revi. Letts. 53 1057

    [18]

    Dixit S N, Lawson J K, Manes K R, Powell H T, Nugent K A 1994 Opt.Lett. 19 417

    [19]
    [20]
    [21]

    Kessler T J, Lin Y, Armstrong J J, Velazquez B 1993 SPIE 1870

    [22]

    Lin Y, Kessler T J, Lawrence G N 1995 Opt. Lett. 20 764

    [23]
    [24]
    [25]

    Lin Y, Kessler T J, Lawrence G N 1996 Opt. Lett. 21 1703

    [26]
    [27]

    Yang C L, Zhang R Z, Xu Q, Ma P 2008 Appl. Opt. 47 1465

    [28]
    [29]

    Deng X, Liang X, Chen Z, Yu W 1986 Appl. Opt. 25 377

    [30]

    Wen S L, Xu Q, Ma P, Yang C L, Zhou L S, Yan H 2009 Acta Optica Sinica 29 3179 (in Chinese) [温圣林、许 乔、马 平、杨春林、周礼书、颜 浩 2009 光学学报29 3179]

    [31]
    [32]
    [33]

    Marozas J A 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 74

    [34]

    Williams W, Auerbach J, Hunt J, Lawson L, Manes K, Orth C,Sacks R, Trenholme J, Wegner P 1997 LLNL Technical Report

    [35]
    [36]

    Lin Z X, Zhang R Z, Yang C L, Xu Q. 2010 High Power Laser and Particle Beams 22 2634 (in Chinese) [林中校、张蓉竹、杨春林、许 乔 2010 强激光与粒子束 22 2634]

    [37]
    [38]
    [39]

    Goodman J W (Translated by Qin K C, Liu P S, Chen J 2006 Introduction to Fourier Optics Third Edition (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) pp5153 (in Chinese) [顾德曼Joseph W著 秦克城、刘培森、陈家璧、曹其智译 2006 傅里叶光学导论 第三版(北京;电子工业出版社)第5153页]

  • [1] 李斌, 刘占军, 郝亮, 郑春阳, 蔡洪波, 何民卿. 束匀滑光束偏折现象的模拟. 物理学报, 2020, 69(7): 075201. doi: 10.7498/aps.69.20191639
    [2] 田博宇, 钟哲强, 隋展, 张彬, 袁孝. 基于涡旋光束的超快速角向集束匀滑方案. 物理学报, 2019, 68(2): 024207. doi: 10.7498/aps.68.20181361
    [3] 刘宸, 孙宏祥, 袁寿其, 夏建平. 基于温度梯度分布的宽频带声聚焦效应. 物理学报, 2016, 65(4): 044303. doi: 10.7498/aps.65.044303
    [4] 钟哲强, 侯鹏程, 张彬. 基于光克尔效应的径向光束匀滑新方案. 物理学报, 2016, 65(9): 094207. doi: 10.7498/aps.65.094207
    [5] 钟哲强, 周冰洁, 叶荣, 张彬. 多频多色光谱角色散束匀滑新方案. 物理学报, 2014, 63(3): 035201. doi: 10.7498/aps.63.035201
    [6] 刘兰琴, 张颖, 耿远超, 王文义, 朱启华, 景峰, 魏晓峰, 黄晚晴. 小宽带光谱色散匀滑光束传输特性研究. 物理学报, 2014, 63(16): 164201. doi: 10.7498/aps.63.164201
    [7] 张泽, 刘京郊, 张鹏, 倪培根, Prakash Jai, 胡洋, 姜东升, Christodoulides Demetrios N, 陈志刚. 多艾里光束合成自聚焦光束的实验实现. 物理学报, 2013, 62(3): 034209. doi: 10.7498/aps.62.034209
    [8] 耿远超, 刘兰琴, 王文义, 张颖, 黄晚晴, 粟敬钦, 李平. 利用晶体相位板同时实现焦斑整形和偏振匀滑. 物理学报, 2013, 62(14): 145201. doi: 10.7498/aps.62.145201
    [9] 丁攀峰, 蒲继雄. 离轴拉盖尔-高斯涡旋光束传输中的光斑演变. 物理学报, 2012, 61(6): 064103. doi: 10.7498/aps.61.064103
    [10] 丁攀峰, 蒲继雄. 部分相干涡旋光束传输中的光斑分析. 物理学报, 2012, 61(17): 174201. doi: 10.7498/aps.61.174201
    [11] 周冰洁, 钟哲强, 张彬. 光束运动特性对焦斑束匀滑效果的影响. 物理学报, 2012, 61(21): 214202. doi: 10.7498/aps.61.214202
    [12] 李平, 粟敬钦, 马驰, 张锐, 景峰. 光谱色散匀滑对焦斑光强频谱的影响. 物理学报, 2009, 58(9): 6210-6215. doi: 10.7498/aps.58.6210
    [13] 罗亚梅, 吕百达. 异常空心光束通过球差光阑透镜的聚焦和在焦区的位相奇异特性. 物理学报, 2009, 58(6): 3915-3922. doi: 10.7498/aps.58.3915
    [14] 董建军, 曹磊峰, 陈 铭, 谢常青, 杜华冰. 微聚焦菲涅耳波带板聚焦特性研究. 物理学报, 2008, 57(5): 3044-3047. doi: 10.7498/aps.57.3044
    [15] 陈 敏, 肖体乔, 骆玉宇, 刘丽想, 魏 逊, 杜国浩, 徐洪杰. 微聚焦管硬x射线位相衬度成像. 物理学报, 2004, 53(9): 2953-2957. doi: 10.7498/aps.53.2953
    [16] 苗润才, 叶青, 沈常宇, 滕晓丽. 环形光斑激光束在非线性克尔介质中的分束现象. 物理学报, 2002, 51(9): 1927-1932. doi: 10.7498/aps.51.1927
    [17] 肖 峻, 吕百达, 张 彬. 随机位相板对激光束的变换特性. 物理学报, 1999, 48(10): 1891-1897. doi: 10.7498/aps.48.1891
    [18] 林尊琪, 何兴法, 章辉煌, 王笑琴, 庄亦飞, 林康春, 赵志文, 韦小春, 施阿英, 田莉, 戴美兰, 沈小华, 李家明. 10μm数量级小尺度激光斑在等离子体中的自聚焦和谐波发射效应. 物理学报, 1991, 40(2): 234-242. doi: 10.7498/aps.40.234
    [19] 程科华. 玻璃自聚焦板的成像研究. 物理学报, 1981, 30(1): 66-73. doi: 10.7498/aps.30.66
    [20] 钱伟长. 圆板在匀布重压下所生之挠曲. 物理学报, 1947, 7(2): 102-107. doi: 10.7498/aps.7.102
计量
  • 文章访问数:  7364
  • PDF下载量:  897
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-07
  • 修回日期:  2011-05-09
  • 刊出日期:  2011-05-05

/

返回文章
返回