[发明专利]驱动聚变冲击点火的复杂形状非相干激光脉冲的产生方法及装置

权利要求书

1.一种驱动聚变冲击点火的复杂形状非相干激光脉冲的产生方法，其特征在于：将亚纳秒激光器输出的激光脉冲经分束片分束后，一部分亚纳秒激光脉冲经脉冲堆积器组成脉冲序列控制自由运转的放电泵浦准分子激光器腔内的自发辐射产生和放大以获得预期形状的主脉冲；其余部分亚纳秒激光脉冲传输至位于放电泵浦准分子激光器输出端光轴上的偏振分光片，S光被偏振分光片反射作为冲击点火的预脉冲沿放电泵浦准分子激光器轴线方向与主脉冲共轴传输，P光透过偏振分光片后被反射镜反射，在此过程中P光两次透过1/4波片使其偏振方向偏转为S光，偏振分光片将反射光脉冲沿放电泵浦准分子激光器轴线方向反射注入激光腔双程放大；所述的反射光脉冲在双程放大过程中再次两次通过1/4波片使其偏振方向偏转至P光，放大后的P偏振亚纳秒脉冲透过所述偏振分光片，作为点火脉冲沿放电泵浦准分子激光器轴线方向与主脉冲共轴传输。

2.如权利要求1所述的驱动聚变冲击点火的复杂形状非相干激光脉冲的产生方法，其特征在于：所述预脉冲和点火脉冲之间的延时能够通过改变光路长度的方式进行调节。

3.如权利要求1所述的驱动聚变冲击点火的复杂形状非相干激光脉冲的产生方法，其特征在于：所述主脉冲与点火脉冲之间的延时能够通过调节所述亚纳秒激光器和放电泵浦准分子激光器的外触发延时控制。

4.如权利要求1所述的驱动聚变冲击点火的复杂形状非相干激光脉冲的产生方法，其特征在于：所述获得预期形状的主脉冲的具体方法为：在放电泵浦准分子激光器中脉冲形成初期，自发辐射沿光轴传输并连续放大，此时离轴注入一定强度和形状的激光脉冲作为控制脉冲与自发辐射形成竞争放大，由于工作介质的增益饱和效应，自发辐射的增益系数随着活性区内注入激光的强度增长而降低，因而通过控制轴向传输自发辐射的产生和放大实现非相干脉冲的整形；通过调整控制脉冲的形状可以控制工作介质的部分损耗将其波形耦合到自发辐射脉冲前沿从而获得特定形状的预补偿脉冲上升沿；放大后的控制脉冲经一定时间延时再次反向注入工作介质活性区与自发辐射竞争放大，由于激光脉冲强度足以使放大介质饱和造成上能级粒子耗尽，则在该激光脉冲离开激光介质活性区之前，自发辐射将不会再发生和放大，从而获得期望的一个陡峭的脉冲后沿。

5.如权利要求4所述的驱动聚变冲击点火的复杂形状非相干激光脉冲的产生方法，其特征在于：所获得的预期形状的主脉冲为一个慢上升、快下降的自发辐射光脉冲输出。

6.一种用于权利要求1所述的驱动聚变冲击点火的复杂形状非相干激光脉冲的产生方法的装置，其特征在于：包括亚纳秒激光器和自由运转的放电泵浦准分子激光器，所述亚纳秒激光器输出的激光脉冲经分束片分束后沿不同光路传输，在传输至放电泵浦准分子激光器的光路上设有脉冲堆积器，在传输至放电泵浦准分子激光器输出端光轴上的偏振分光片的透射光路端部设有反射镜，所述反射镜与偏振分光片之间设有第一1/4波片，所述偏振分光片与放电泵浦准分子激光器之间设有第二1/4波片，在放电泵浦准分子激光器输出光轴的后端设有端部反射镜。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述的放电泵浦准分子激光器四周设有若干个用于反射控制激光脉冲的反射镜。