Xxxiii международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и утс, 13 17 февраля 2006 г. Расчетно-экспериментальная оптимизация пространственных характеристик лазерного излучения установки «Луч»
скачать XXXIII Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 13 – 17 февраля 2006 г.Расчетно-экспериментальная оптимизация пространственных характеристик лазерного излучения установки «Луч»Воронина Н.В., Воронич И.Н., Гаранин С.Г., *Епатко И.В., Зарецкий А.И., Львов Л.В., Рыжова О.А.,*Серов Р.В., Смирнов А.Б., Сухарев С.А., Филатова Н.А., Чернов И.Е. ФГУП РФЯЦ ВНИИЭФ, Саров, Россия, e-mail: lvov@otd13.vniief.ru *ИОФРАН, Москва, Россия, e-mail: servo@kapella.gpi.ru Установка «Луч» [1] предназначена для исследований в области лазерного термоядерного синтеза с энергией излучения (12-16) кДж в четырех пучках размером 200×200 мм каждый на длине волны 1053 нм при длительности лазерного импульса 3-5 нс. Получение таких параметров возможно лишь при равномерном (гладком) распределении интенсивности излучения по всему силовому тракту установки. Факторами, приводящими к ухудшению однородности пучка, являются погрешности изготовления оптических элементов, аберрации оптической системы, турбулентность атмосферы в канале, дифракция излучения на различных диафрагмах, нелинейные процессы в оптической среде лазера. Анализ оптической системы является важной задачей при создании установки «Луч». В данной работе проведено исследование влияния аберраций, неоднородности материала, погрешности изготовления поверхностей оптических элементов, размера и положения диафрагм пространственных фильтров (ПФ) на распределение интенсивности лазерного излучения в ближней и дальней зонах, форму волнового фронта. Расчет пространственных характеристик излучения проводился с помощью специализированной программы FRESNEL, разработанной для расчета наиболее важных характеристик лазерного пучка, распространяющегося по оптической системе. Анализ влияния аберраций линз схемы показал, что они увеличивают размер пучка в дальней зоне (расходимость излучения), в ближней зоне их влияние на размер пучка незначительно, однако модуляция распределения интенсивности возрастает до 15%. Дефокусировка излучения относительно диафрагм ПФ приводит к искажению пучка на выходе. Показана возможность её компенсации при юстировке оптической системы сдвигом линз. По данным интерферометрического контроля смоделированы неоднородности и фазовые искажения дисковых активных элементов. Они увеличивают модуляцию распределения интенсивности в ближней зоне до 60%, вносят дефокусировку и значительно увеличивают расходимость излучения. Ошибки изготовления дисковых активных элементов приводят к появлению астигматизма, заметно ухудшающего распределение излучения на выходе. Определены углы поворота линз, позволяющие скомпенсировать астигматизм и повысить равномерность распределения излучения установки. Анализ влияния размера и положения диафрагм ПФ на распределение интенсивности излучения в ближней и дальней зонах позволил дать рекомендации в выборе их оптимальных размеров и определении требований к точности юстировки. Проведенная на основании данных расчётов оптимизация оптической системы позволила получить энергию излучения в одном канале около 3.3 кДж [2]. Литература.
|
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 