向的快速掃動(dòng)， 進(jìn)而在較短積分時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)靶面的徑向勻滑。
[0023] 4、本實(shí)用新型所述的慣性約束聚變裝置中基于光克爾效應(yīng)的徑向光束勻滑裝置， 該裝置與已有SSD、CPP聯(lián)合使用之后，能大幅度地改善激光束靶面輻照的均勻性。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本實(shí)用新型所述慣性約束聚變裝置中基于光克爾效應(yīng)的徑向光束勻滑裝置 的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2是本實(shí)用新型所述慣性約束聚變裝置中基于光克爾效應(yīng)的徑向束勻滑裝置中 的光纖脈沖堆積單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖3是本實(shí)用新型所述慣性約束聚變裝置中基于光克爾效應(yīng)的徑向束勻滑裝置中 光克爾介質(zhì)受到栗浦光作用時(shí)，產(chǎn)生的球面位相分布圖；
[0027] 圖4是本實(shí)用新型所述慣性約束聚變裝置中基于光克爾效應(yīng)的徑向束勻滑裝置中 無連續(xù)相位板時(shí)的光束勻滑方向及其焦斑，其中，（a)為徑向光束勻滑方向及其焦斑，（b)為 已有的1D-SSD光束勻滑方向及其焦斑；
[0028] 圖5是本實(shí)用新型所述慣性約束聚變裝置中基于光克爾效應(yīng)的徑向束勻滑裝置中 有連續(xù)相位板時(shí)的焦斑，其中，（a)為徑向光束勻滑裝置的焦斑，（b)為已有的1D-SSD光束勻 滑的焦斑，（C)為徑向光束勻滑裝置與已有的1D-SSD聯(lián)合使用時(shí)的焦斑；
[0029]圖6是本實(shí)用新型所述慣性約束聚變裝置中基于光克爾效應(yīng)的徑向光束勻滑裝置 中有連續(xù)相位板時(shí)，徑向光束勻滑裝置、已有的1D-SSD、徑向光束勻滑裝置與已有的1D-SSD 聯(lián)合使用的三種光束勻滑方案下，其焦斑的F0PAI曲線；
[0030]圖7是本實(shí)用新型所述慣性約束聚變裝置中基于光克爾效應(yīng)的徑向光束勻滑裝置 中有連續(xù)相位板時(shí)，其中，（a)徑向光束勻滑裝置、徑向光束勻滑裝置與已有1D-SSD聯(lián)合使 用的兩種方案下，光通量對(duì)比度Contrast隨栗浦光峰值強(qiáng)度I P的變化曲線，（b)徑向光束勻 滑裝置、已有1D-SSD、徑向光束勻滑裝置與已有1D-SSD聯(lián)合使用的三種方案下，光通量對(duì)比 度Contrast隨積分時(shí)間Δ t的變化曲線。
[0031] 圖中，1種子光輸出單元，2預(yù)放大系統(tǒng)，3二向色鏡，4光克爾介質(zhì)，5濾光元件，6主 放大系統(tǒng)，7反射鏡，8連續(xù)相位板，9聚焦透鏡，10靶面，11皮秒激光器，12光纖脈沖堆積單 兀，13透鏡，14分束器，15合束器，16多路光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖并用具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，有必要在此指出 的是所述的實(shí)施例只是用于對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步描述，而并不意味著是對(duì)本實(shí)用新型保 護(hù)范圍的任何限定。
[0033] 本實(shí)用新型所述的一種慣性約束聚變裝置中的基于光克爾效應(yīng)的徑向光束勻滑 裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。包括種子光輸出單元1，預(yù)放大系統(tǒng)2,主放大系統(tǒng)6,反射鏡7,連續(xù) 相位板8,聚焦透鏡9,靶面10;還包括徑向光束勻滑裝置，該徑向光束勻滑裝置由二向色鏡 3,光克爾介質(zhì)4,濾光元件5,皮秒激光器11，光纖脈沖堆積單元12,透鏡13構(gòu)成;其中，光纖 脈沖堆積單元12由分束器14、多路光纖16和合束器15組成。按光路描述:種子光輸出單元1 輸出的激光束依次經(jīng)過預(yù)放大系統(tǒng)2、二向色鏡3、光克爾介質(zhì)4、濾光元件5、主放大系統(tǒng)6、 反射鏡7、連續(xù)相位板8、聚焦透鏡9,最后聚焦到達(dá)靶面10;進(jìn)一步由圖1，由皮秒激光器11和 光纖脈沖堆積單元12產(chǎn)生的周期高斯脈沖經(jīng)透鏡13、二向色鏡3耦合進(jìn)入光傳輸鏈中，該周 期高斯脈沖作用在光克爾介質(zhì)4上產(chǎn)生周期性球面位相調(diào)制，最后經(jīng)濾光元件5濾除；而光 傳輸鏈中的激光束經(jīng)過光克爾介質(zhì)4時(shí)，其透射波前為周期性球面位相;所述光傳輸鏈中激 光束的透射波前受到周期性球面位相調(diào)制后，依次經(jīng)過主放大系統(tǒng)6、反射鏡7和連續(xù)相位 板8,最后經(jīng)聚焦透鏡9聚焦到靶面10,因而聚焦光斑尺寸隨著周期性球面位相的變化而改 變，即快速變焦，從而引起遠(yuǎn)場焦斑內(nèi)部散斑在徑向的快速掃動(dòng)，在較短的積分時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn) 靶面的徑向勻滑。
[0034] 由圖2,所述皮秒激光器11輸出的高斯脈沖經(jīng)光纖脈沖堆積單元12時(shí)，先由分束器 14分為多束子高斯脈沖，子高斯脈沖經(jīng)過各自不同長度的多路光纖16后，再由合束器15合 成為周期性高斯脈沖。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 本實(shí)施例中所用光克爾介質(zhì)為石墨烯，因其擁有高光克爾系數(shù)、高損傷閾值和大 的通光口徑等特性，石墨稀的參數(shù)為:光克爾系數(shù)Π2 = 6 X l(T8cm2/W，厚度d = 0.5nm，尺寸40 X40mm;皮秒激光器11選用可調(diào)諧的皮秒激光器，其輸出的高斯脈沖波長λ = 808ηπι，半高全 寬的脈寬為Iw= 2.2ps，脈沖峰值強(qiáng)度ΙΡ = 0.2GW/cm2，光纖脈沖堆積單元12中多路光纖之間 的時(shí)間延遲因子h = 3.3，積分時(shí)間△ t = lOps，所述濾光元件5選用旋光片。
[0037] 采用本實(shí)用新型的徑向光束勻滑裝置實(shí)現(xiàn)慣性約束聚變裝置光傳輸鏈中激光光 束遠(yuǎn)場焦斑在徑向方向上的勻滑，其具體操作步驟如下：
[0038] (1)首先在慣性約束聚變裝置光傳輸鏈中，加入徑向光束勻滑裝置，選擇輸出光波 長為λ = 808ηπι的可調(diào)諧的皮秒激光器11，調(diào)節(jié)其半高全寬的脈寬為Tw=2.2ps，脈沖峰值強(qiáng) 度I P = 0.2GW/cm2;選取所述光克爾介質(zhì)4為石墨烯，其參數(shù)為:光克爾系數(shù)n2 = 6X10_8cm2/ W，厚度d = 0 · 5nm，尺寸40 X 40mm;
[0039] (2)將步驟（1)所述可調(diào)諧的皮秒激光器11輸出的高斯脈沖耦合至徑向光束勻滑 裝置中光纖脈沖堆積單元12中，此高斯脈沖經(jīng)光纖脈沖堆積單元中的分束器14分成多路子 高斯脈沖;調(diào)節(jié)所述的光纖脈沖堆積單元12中多路光纖的長度U其中，i表示不同光路的光 纖，使各路光纖之間的長度滿足L 1+1-U = C · hTw其中，c為真空中的光速，即使各子高斯脈沖 經(jīng)過不同的時(shí)間延遲，最后經(jīng)光纖脈沖堆積單元12中的合束器15合成為周期性高斯脈沖， 即栗浦光；
[0040] (3)將步驟(2)中所述周期性高斯脈沖經(jīng)徑向光束勻滑裝置中的透鏡13和二向色 鏡3耦合至所述慣性約束聚變裝置光傳輸鏈中；
[0041] (4)步驟(3)中所述的周期性高斯脈沖經(jīng)過徑向光束勻滑裝置中光克爾介質(zhì)4時(shí)， 光克爾介質(zhì)受到周期性高斯脈沖即栗浦光的作用后產(chǎn)生周期性的球面位相調(diào)制，實(shí)時(shí)調(diào)制 所述光傳輸鏈中的激光束的透射波前；同時(shí)，周期性高斯脈沖經(jīng)光克爾介質(zhì)后被徑向光束 勻滑裝置中濾光元件5濾除，以避免對(duì)光傳輸鏈中激光束的傳輸產(chǎn)生影響；
[0042] (5)在慣性約束聚變裝置光傳輸鏈中種子光輸出單元1輸出的激光束依次經(jīng)過預(yù) 放大系統(tǒng)2、二向色鏡3、光克爾介質(zhì)4、濾光元件5、主放大系統(tǒng)6、反射鏡7和連續(xù)相位板8,最 后經(jīng)聚焦透鏡9聚焦到靶面10;當(dāng)激光束經(jīng)過步驟(4)中所述的的光克爾介質(zhì)時(shí)，其透射波 前隨著光克爾介質(zhì)的周期性球面位相調(diào)制而改變，亦即為周期性球面位相；
[0043] (6)在步驟(5)中所述的光傳輸鏈中的激光束經(jīng)過聚焦透鏡9聚焦時(shí)，由于其透射 波前為周期性球面位相，因而靶面焦斑的尺寸也會(huì)隨之周期性變化；由于周期性高斯脈沖 的半高全寬的脈寬Iw較短，其周期為數(shù)十皮秒，因而周期性球面位相的周期亦為數(shù)十皮秒， 所述靶面焦斑尺寸的變化周期亦為數(shù)十皮秒，因而實(shí)現(xiàn)焦斑尺寸的快速周期性變化，即快 速周期性變焦；
[0044] (7)在步驟(6)所述的快速周期性變焦引起靶面焦斑內(nèi)部散斑在徑向方向的掃動(dòng)； 在較短的積分時(shí)間內(nèi)，散斑在徑向方向的掃動(dòng)將抹平靶面焦斑的光強(qiáng)調(diào)制，從而提高激光 束的靶面輻照均勻性。
[0045] 圖3給出了可調(diào)諧皮秒激光器輸出的周期性高斯脈沖中單個(gè)高斯脈沖作用在實(shí)施 例1中所述光克爾介質(zhì)4為石墨烯上時(shí)，產(chǎn)生的球面位相分布。
[0046]為方便比對(duì)，將實(shí)施例1的徑向光束勻滑裝置與典型的已有一維1D-SSD進(jìn)行比對(duì)， 其中 1D-SSD的參數(shù)按照文獻(xiàn)（S· Skupsky，R.W· Short，T.Kessler，et al ·· Improved laser beam uniformity using the angular dispersion of frequency modulated light · J .Appl · Phys · 66，3456( 1989) ·)進(jìn)行選取，即時(shí)間位相調(diào)制的調(diào)制頻率ω m = 2.5GHz，調(diào)制深度為δ = 12，光柵色散系數(shù)為δθ/δλ=丨65,urad/A.