レーザー同位体分離におけるレーザーパルス伝播の空間効果に関する研究

激光同位素分离中激光脉冲传播的空间效应研究

基本信息

批准号：
05750051
负责人：
陳延偉
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Institute for Laser Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

原子法レーザー同位体分離において、レーザー光は標的同位体の吸収線に共鳴し、他の同位体とは同位体シフトだけ離れた近共鳴状態にある。このような蒸気のなかでレーザー光が伝播すると、時間的にレーザーパルスの変形やスペクトルの変調が引き起こされ、さらに、レーザービームが空間的に不均一の場合、自己収束や自己発散等の空間効果も引き起こされる。一方、レーザー同位体分離におけるレーザービーム伝播の空間効果についての報告はほとんどない。本研究では、レーザービーム伝播の2次元シミュレーションコードを開発し、理論計算と実験の両面からレーザービームの伝播特性を研究し、以下のような研究成果が得られた。1.実際の同位体分離を想定した2次元3準位系Bloch-Maxwell伝播コードを開発し、共鳴及び近共鳴媒質中におけるレーザービームの伝播特性を調べた。(a)共鳴媒質中においては、コヒーレントな相互作用により、レーザービームの外側の強度の弱い部分が中心の強度の強い部分に比べ、伝播速度が遅い。多段階電離システムにおいては、レーザービームの利用効率を高めるためにGaussianより矩形に近いsuper-Gaussianビームを用いたほうがよいことがわかった。(b)近共鳴媒質中においては、非線形相互作用により、原子蒸気自体がレンズのように振舞い、自己収束、ひいてはレーザー光が多数の細かいビームに分割されてしまうビームブレークアップが引き起こされることがわかった。自己収束、ブレークアップの引き起こす条件を定性的に評価した。さらに、自己収束と回折をうまく調和させ、レーザービームを長距離にわたって均一に伝播する条件も明らかにした。2.Arイオンレーザー励起色素レーザーパルスをSm原子蒸気に入射させ、原子蒸気中におけるレーザービームの空間及び時間的な振舞いをストリークカメラを用いて実験的に初めて観測した。また、実験結果はシミュレーション結果ともよい一致を得た。

在原子激光激光同位素的分离时，激光与靶同位素的吸收线共鸣，并且仅在同位素移位中靠近拉链。当激光在这种蒸汽中传播时，引起激光脉冲变形和频谱调制，如果在空间上，激光束在空间效应中不均匀，例如自我连接或自我释放。另一方面，几乎没有关于激光同位素分离激光束传播的空间效应的报道。在这项研究中，我们开发了一个用于激光束传播的两个维模拟代码，研究了从理论计算和实验中研究激光束的传播特性，并获得了以下研究结果。 1。开发了一个二维3级Bloch-Maxwell繁殖代码，该代码假定实际的同位素分离，并在共振和近距离共振介质中检查了激光束的传播特性。（a）在谐振介质中，由于相干相互作用，在激光束中心的强度强的零件要慢。在多阶段电离系统中，可以发现，使用超过矩形的超高斯束比高斯更高，以提高激光束的效率。（b）在接近度中，非线性相互作用会导致原子蒸汽本身的表现，就像镜头一样，激光光被分为大量的细束。造成自我融合和休息的条件是合格的。另外，揭示了自我连接和衍射和谐的状况，以及在长距离上均匀散布激光束的条件。 2。在SM原子蒸汽中产生了Aeon激光激发颜色的激光脉冲，首先使用故事相机在实验中观察到了原子蒸气中的激光束空间和时间。实验结果是模拟结果的良好匹配。