Shanghai Institute Of Optics And Precision Machinery (SIPM) Membuat Kemajuan Baharu dalam Penyelidikan Modulasi Frekuensi Amplitud (FM-ke-AM) Pemacu Laser Kuasa Tinggi ICF

Baru-baru ini, pasukan penyelidik dari Makmal Bersama Fizik Laser Kuasa Tinggi, Institut Ketepatan Optik dan Penyelidikan Mekanikal Shanghai, Akademi Sains China (SIPM), telah menganalisis modulasi frekuensi amplitud (FM-ke-AM) bagi keseluruhan pautan peranti menaik taraf Shenguang II. Hasilnya diringkaskan sebagai "Analisis teori modulasi frekuensi-ke-amplitud modulasi pada optik akhir dan sasaran Analisis teori modulasi frekuensi-ke-amplitud modulasi pada optik akhir dan sasaran kemudahan laser SG II-Up" telah diterbitkan dalam Sains dan Kejuruteraan Laser Kuasa Tinggi.
Dalam mengoptimumkan interaksi sasaran laser dalam percantuman kurungan inersia, setiap pancaran laser perlu mempunyai kawalan yang baik terhadap lengkung kuasa masa dan keseragaman permukaan sasaran. Dan modulasi frekuensi amplitud (FM-ke-AM) ialah faktor penting yang mempengaruhi profil kuasa masa peranti laser berkuasa tinggi. Dalam pemacu laser kuasa tinggi, untuk mengelakkan kesan penyebaran Brillouin (SBS) yang dirangsang bagi optik apertur besar dan untuk mencapai pengedaran intensiti permukaan sasaran yang lebih lancar, teknik peluasan spektrum berdasarkan modulasi fasa sinusoidal diperlukan dalam sistem bahagian hadapan. Sebaik-baiknya, modulasi fasa tulen tidak menjejaskan ciri temporal, bagaimanapun, apabila laser FM dihantar dengan fungsi pemindahan tidak seragam, modulasi frekuensi ditukar kepada modulasi amplitud. Untuk pemacu laser kuasa tinggi, sumber penjanaan modulasi frekuensi amplitud adalah pelbagai. Penindasan penukaran FM-ke-AM adalah kritikal kerana kawalan profil kuasa masa mempengaruhi interaksi sasaran laser yang optimum dan kerana puncak keamatan yang dijana oleh modulasi amplitud boleh merosakkan optik dan menjejaskan prestasi laser. Pada masa ini, peranti NIF di Amerika Syarikat, peranti LMJ di Perancis dan siri peranti Shenguang di China telah menjalankan satu siri kerja penyelidikan mengenai penindasan FM-ke-AM.
Para penyelidik telah mengguna pakai sistem hujung hadapan semua polarisasi tunggal berdasarkan gentian penghantaran polarisasi tunggal dan unit pampasan penyebaran halaju kumpulan berasaskan grating untuk menyelesaikan modulasi frekuensi amplitud yang disebabkan oleh penyebaran mod polarisasi dan penyebaran halaju kumpulan, dan pada pada masa yang sama, mereka telah membangunkan teknologi penguatan kesetiaan segmen spektrum penuh, menyelesaikan masalah penyempitan keuntungan sistem penguatan, dan mencapai rejim modulasi domain masa frekuensi asas kurang daripada 5% @ 0.3 nm ( 3G + 20G).
Atas dasar kerja ini, para penyelidik selanjutnya menjalankan kajian penilaian modulasi frekuensi amplitud pada terminal nanosaat dan permukaan sasaran, dan keputusan menunjukkan bahawa rejim modulasi pada permukaan kejadian cermin sasaran berbentuk baji (WFL). ) ialah 19%, manakala rejim modulasi pada permukaan sasaran ialah 4.9% disebabkan oleh gabungan grating penyebaran dan sistem pemfokusan. Perlu diingat bahawa 50% daripada rejim modulasi datang daripada frekuensi tinggi 20 GHz. Di samping itu, grating penyebaran yang digunakan dalam peringkat pelicinan penyebaran spektrum memperkenalkan kelewatan masa, dan kesan gabungan grating penyebaran dan kanta pemfokusan adalah bersamaan dengan penapis laluan rendah Gaussian pada 8 GHz (lebar lebar 3 dB), di mana penghantaran komponen spektrum pada 20 GHz adalah kurang daripada 15%, dan komponen frekuensi tinggi ditapis dengan ketara, merealisasikan pengurangan rejim modulasi kepada 5.0% pada permukaan sasaran. Rejim modulasi pada permukaan sasaran dikurangkan kepada kurang daripada 5%.
Kerja ini menyediakan asas penting untuk memantau modulasi frekuensi amplitud semasa operasi pemacu laser berkuasa tinggi ICF, menilai kapasiti pemuatan komponen optik terminal, dan menilai interaksi sasaran laser.
Kerja ini disokong oleh Program Penyelidikan Keutamaan Strategik Akademi Sains China.

Rajah 1: Modulasi frekuensi amplitud dan taburan spektrum intensiti sepadan pada (a) penguat utama, (b) satah kejadian WFL, (c) parut pensampelan rasuk dan (d) satah sasaran di bawah 3G + 20 G modulasi fasa dwi-frekuensi.

Rajah 2: (a) Modulasi domain masa sebelum (biru) dan selepas (merah) cermin sasaran baji; (b) Fungsi pemindahan spektrum AM