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激光聚变能源驱动器概念研究及核心技术探索

摘要第3-4页
Abstract第4-5页
第一章 绪论第9-33页
    1.1 研究背景第9-18页
        1.1.1 惯性聚变能源对激光驱动器的需求第9-12页
        1.1.2 激光二极管的发展简述第12-15页
        1.1.3 激光材料的选择第15-18页
    1.2 激光聚变能源驱动器的发展概况第18-30页
        1.2.1 LIFE计划的概念设计第19-24页
        1.2.2 HiPER项目的概念设计第24-27页
        1.2.3 KOYO-F反应堆的概念设计第27-30页
    1.3 核心关键技术及面临的问题第30-32页
    1.4 论文主要内容第32-33页
第二章 Yb:YAG叠片放大器的理论分析与研究第33-58页
    2.1 放大器系统的能量转换效率第33-36页
        2.1.1 放大器的储能效率第33-35页
        2.1.2 放大器系统的提取效率第35-36页
    2.2 Yb~(3+)离子的泵浦与放大动力学第36-43页
        2.2.1 Yb:YAG的能级结构和光谱特性第36-40页
        2.2.2 泵浦储能与激光放大方程第40-43页
    2.3 叠片放大器储能特性的数值模拟与优化第43-46页
        2.3.1 浓度厚度积的影响第44-45页
        2.3.2 泵浦强度和脉宽的影响第45-46页
    2.4 叠片放大器储能特性的理论分析第46-57页
        2.4.1 放大器储能特性的理论模型第47-51页
        2.4.2 放大器掺杂分布的理论分析第51-57页
    2.5 本章小结第57-58页
第三章 放大自发辐射效应研究与控制第58-77页
    3.1 ASE物理模型第58-61页
        3.1.1 泵浦储能修正方程第58-60页
        3.1.2 Cr~(4+):YAG饱和吸收方程第60-61页
    3.2 泵浦储能与放大计算流程第61-63页
    3.3 渐变掺杂Yb:YAG叠片放大器数值模拟第63-70页
        3.3.1 渐变掺杂放大器的结构与参数第63-64页
        3.3.2 渐变掺杂放大器储能特性分析第64-68页
        3.3.3 纵向热沉积分布第68页
        3.3.4 种子光束的放大特性第68-70页
    3.4 间隔掺杂Yb:YAG叠片放大器数值模拟第70-76页
        3.4.1 间隔掺杂放大器结构第70-71页
        3.4.2 Cr~(4+):YAG间隔层的参数优化第71-72页
        3.4.3 间隔掺杂放大器的储能特性分析第72-74页
        3.4.4 横向热沉积分布第74-75页
        3.4.5 激光脉冲的放大特性第75-76页
    3.5 本章小结第76-77页
第四章 热效应及热管理技术研究第77-114页
    4.1 热效应理论模型第77-89页
        4.1.1 热源的产生第77-79页
        4.1.2 热传输方程第79-80页
        4.1.3 应力应变场理论第80-81页
        4.1.4 热致双折射退偏效应分析第81-88页
        4.1.5 热致波前畸变分析第88-89页
    4.2 均匀散热下Yb:YAG叠片放大器热效应分析第89-99页
        4.2.1 Yb:YAG的热力学性质第90-91页
        4.2.2 热沉积分布第91页
        4.2.3 热力学分析第91-96页
        4.2.4 热致双折射退偏损耗分布第96-97页
        4.2.5 热致波前畸变分布第97-98页
        4.2.6 运行条件对热效应的影响第98-99页
    4.3 实际氦气冷却下Yb:YAG叠片放大器热效应分析第99-107页
        4.3.1 流体-固体共轭传热理论模型第99-100页
        4.3.2 冷却通道的设计第100-101页
        4.3.3 流体压强和速度的优化第101-103页
        4.3.4 温度和流场分布第103-105页
        4.3.5 应力和应变分布第105页
        4.3.6 热致退偏损耗和波前畸变分布第105-107页
    4.4 热致双折射效应的补偿技术第107-112页
        4.4.1 石英转子补偿技术第107-108页
        4.4.2 多层Cr~(4+):YAG补偿技术第108-112页
    4.5 本章小结第112-114页
第五章 激光系统构型设计和能流特性研究第114-132页
    5.1 概述第114-117页
        5.1.1 单程MOPA构型第114-115页
        5.1.2 多程放大构型第115-117页
    5.2 IFE激光驱动器优化设计的受限条件第117-120页
        5.2.1 B积分受限第117-118页
        5.2.2 光学元件的损伤阂值受限第118页
        5.2.3 增益介质的热负载受限第118-120页
    5.3 叠片放大器的定标放大分析与研究第120-123页
    5.4 主放大系统的构型设计与优化第123-131页
        5.4.1 LIFE构型和BA构型的总体结构第123-124页
        5.4.2 LIFE和BA构型能流特性的比较分析第124-129页
        5.4.3 基于BA构型的系统设计与优化第129-131页
    5.5 本章小结第131-132页
第六章 总结与展望第132-135页
    6.1 主要研究内容和结论第132-133页
    6.2 论文的创新点第133-134页
    6.3 论文工作展望第134-135页
致谢第135-136页
参考文献第136-148页
附录第148页

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