30微秒锁模脉冲整形器推动激光聚变实验

激光聚变是一种追求高效清洁能源的重要途径，其中关键环节之一是对激光脉冲的精确整形。在现代激光聚变实验中，理想的脉冲应该是时间上高度集中且与靶材特性相匹配的，特别是在100微秒以下的短脉冲范围内。传统的电光快门整形方法因速度限制往往难以满足这一需求。 本文介绍的脉冲整形器是针对这一挑战而设计的创新设备。它通过堆积一组30微秒的锁模脉冲，能够实现多种形状和宽度的脉冲合成。这种多用途的脉冲堆积器对于KMS公司的Nd玻璃聚变激光器系统至关重要，该系统自1974年以来已经成功地使用它生成了超过500个中子，证明了其在实际应用中的有效性。 技术上，脉冲堆积器的工作原理是将初始的30微秒脉冲分解成多个子脉冲，通过延迟和衰减处理，再组合成所需的时间结构。为了获得更精细的控制，如需要形成10个或更多的脉冲组合，可能需要使用更多的反射镜和分束器。例如，罗彻斯特大学的研究表明，堆积四个脉冲就需要六个分束器和反射镜。 值得注意的是，脉冲堆积器作为被动设备，其稳定性优于主动调节方法，无需频繁调整大量分散的光学元件，大大简化了系统的复杂性。在实际操作中，为了确保脉冲选择器能提供足够的对比度，即单脉冲能量与背景能量的比例，反差比通常要达到10以上，尽管这受到实验动态范围的限制。 用于激光聚变的脉冲整形器是激光聚变技术的关键组件，它通过创新的脉冲堆积技术，实现了短而精确的激光脉冲生成，为实现核聚变实验的成功提供了强有力的支持。