1、用于慣性約束聚變(ICF)研究的高功率激光驅(qū)動(dòng)器是復(fù)雜、大型的科學(xué)工程，其主要的科學(xué)技術(shù)問題可歸納為兩大類：一是能量轉(zhuǎn)換問題，涉及“能量流”的轉(zhuǎn)移和傳遞規(guī)律，決定了系統(tǒng)的效率和規(guī)模，主要是“量”的問題；其二是激光束控制問題，涉及“信息流”——激光光場各參數(shù)在輸運(yùn)過程中的變化規(guī)律和控制技術(shù)，決定了系統(tǒng)的性能參數(shù)和指標(biāo)，主要是“質(zhì)”的問題。 本論文著重于高功率激光系統(tǒng)的光束控制研究。以表征激光束特性的時(shí)間、振幅、光譜、位相等四個(gè)信息

2、參量為對(duì)象，創(chuàng)新性地研究了脈沖時(shí)域整形技術(shù)、光強(qiáng)空間整形技術(shù)、光譜角色散技術(shù)和波前控制技術(shù)。首次提出并實(shí)現(xiàn)了啁啾脈沖堆積型的時(shí)間波形任意整形；液晶光閥可編程光強(qiáng)空間整形；特殊光柵光譜角色散焦斑束平滑和小尺度波前畸變的探測和補(bǔ)償，從而對(duì)高功率激光系統(tǒng)的激光束實(shí)現(xiàn)了高精度、可編程、有效的“全息”控制。為提升新一代高功率激光系統(tǒng)的技術(shù)水平和性能指標(biāo)提供了科學(xué)技術(shù)的支持。相關(guān)研究成果已撰寫論文10余篇，授權(quán)專利1項(xiàng)。 本論文的主要內(nèi)容與

3、研究成果如下： 1、基于光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)激光脈沖波形時(shí)域整形的研究。 提出以啁啾脈沖堆積方法實(shí)現(xiàn)激光脈沖波形高精度整形的技術(shù)路線。對(duì)脈沖堆積時(shí)域整形的基本理論進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，實(shí)驗(yàn)研究了技術(shù)的可行性、方法和相關(guān)工程技術(shù)，獲得了穩(wěn)定的高精度可編程整形脈沖。為解決堆積脈沖的噪聲問題，還開展了脈沖平滑濾波技術(shù)的研究。已成功地與實(shí)際運(yùn)行的激光裝置的前端系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)機(jī)實(shí)驗(yàn)。 該項(xiàng)研究成果有助于使我國在脈沖時(shí)間波形的精確控制

4、能力和技術(shù)水平上達(dá)到國際先進(jìn)水平，將被采納為我國新一代高功率激光系統(tǒng)神光Ⅲ的主脈沖成形方案。 2、激光束近場空間分布控制技術(shù)研究。 提出利用液晶光閥空間光調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)激光束近場空間分布的自動(dòng)反饋、可編程控制的技術(shù)方案。研究了液晶光閥對(duì)高功率激光束空間整形的基本原理；實(shí)驗(yàn)研究了液晶光閥的強(qiáng)度調(diào)制特性、附加位相調(diào)制特性、附加高頻調(diào)制特性、透過率穩(wěn)定性和整形光束的空間傳輸特性：以及自動(dòng)反饋控制的模型和方法，開發(fā)了控制軟件。并在

5、國際上首次成功地應(yīng)用于激光聚變高功率激光系統(tǒng)中(神光Ⅲ原型裝置)。 3、激光脈沖光譜控制技術(shù)及應(yīng)用研究。 研究了高功率激光光譜色散平滑的基本理論，提出利用堆積啁啾脈沖的周期性光譜調(diào)制特性和新穎特殊光柵實(shí)現(xiàn)光譜角色散和激光束遠(yuǎn)場焦斑的時(shí)間平滑。建立了啁啾脈沖堆積的光譜調(diào)制模型并推導(dǎo)了其色散關(guān)系；提出并設(shè)計(jì)了圓光柵、星光柵、陣列型光柵等特殊光柵；數(shù)值模擬了的束平滑效果。結(jié)果表明平滑效果優(yōu)良，具有實(shí)際應(yīng)用的潛力。此外；對(duì)高功率

6、激光系統(tǒng)中相位調(diào)制的邊帶失衡問題進(jìn)行了研究并經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，已應(yīng)用于工程實(shí)踐中。 4、激光束波前控制技術(shù)研究。 提出利用級(jí)聯(lián)液晶光閥空間光相位調(diào)制器和菲涅爾波帶片陣列波前探測技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)激光束小尺度波前畸變進(jìn)行控制的原理、方法和技術(shù)。 研究了高功率激光束的小尺度畸變波前的傳輸特性及其對(duì)高功率激光系統(tǒng)的影響；對(duì)液晶空間光調(diào)制器控制小尺度波前畸變的可行性進(jìn)行了分析；用光學(xué)徑向剪切干涉法和陣列菲涅耳波帶片波前分割法檢測小尺度

7、畸變波前。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一波前控制的可行性，達(dá)到了對(duì)小尺度波前畸變進(jìn)行有效控制的目的。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)歸納如下： 1．首次提出并實(shí)現(xiàn)了基于全光學(xué)方法、利用啁啾脈沖堆積技術(shù)實(shí)現(xiàn)激光脈沖波形高精度整形的原理、方法和技術(shù)； 2．首次提出并實(shí)現(xiàn)了在高功率激光系統(tǒng)中利用液晶光閥空間光調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)激光束近場空間分布的可編程、自動(dòng)反饋控制的原理、方法和技術(shù)； 3．首次提出利用周期性啁啾堆積脈沖和新穎的特殊光柵實(shí)現(xiàn)“一維”光譜角色