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为了满足惯性聚变能源(IFE)的要求,激光驱动器必须以较高的重复频率输出高能量、高光束质量的激光。受激布里渊散射(SBS)相位共轭镜(PCM)具有很高的能量转换效率,能实时补偿光学系统热畸变和材料不均匀性等因素引起的波前畸变,提高光束质量和聚焦功率密度,大幅降低高能激光系统的造价,因此在IFE激光驱动器研究中具有很重要的意义。现有的SBS激光系统由于受到其它非线性效应的限制,其输出能量和重复频率都还不能满足IFE对激光驱动器的要求。因此,本文开展了对适用于高能重复频率激光系统的SBS-PCM的研究,同时还研究了高负载条件下SBS-PCM的光束波前畸变补偿效果。 本文从SBS的理论出发,阐述了SBS-PCM反射相位共轭光的基本原理。限制SBS-PCM工作在高负载条件下的主要因素有光学击穿和热效应。通过分析产生光学击穿的雪崩电离模型可知,采用过滤介质和提高焦距等手段可以提高光学击穿的阈值。选用低吸收介质减少热效应的产生,而引入旋转楔形板则可以缓解热效应积累。 设计了重复频率SBS的研究方案,实验研究了SBS-PCM在不同的共轭介质、重复频率、介质过滤、透镜焦距等条件下对不同入射能量的反射率。实验结果表明FC-72适合用作高负载条件下的共轭介质,而过滤介质、适当加大焦距有利于提高高能量情况下SBS-PCM的反射率。为了缓解高重复频率时热效应的积累,设计加工了旋转楔形板并将其引入到SBS-PCM系统中。实验研究表明,使用旋转楔形板可以大幅提高SBS-PCM系统在高重复频率下反射率稳定性和波前畸变补偿能力。 使用波前分析仪测量不同条件下激光的波前,实验研究了SBS-PCM的光束波前畸变补偿效果。根据波前传感器的测量原理,设计了波前数据处理程序,重构激光波前图形,计算波前的相位平均值和标准差。入射光、畸变光和反射光的波前的测量结果表明,当SBS-PCM中没有发生光学击穿等非线性效应时,SBS-PCM的反射率高,具有很强的波前畸变补偿能力。而当SBS-PCM中出现了光学击穿等其他非线性效应时,其波前畸变补偿能力大幅减弱,能量反射率也随之降低。