我们使用非序列光线追迹软件FRED [4],用于光学系统的设计和布局。目前,我们的FRED模型包括从光纤前端到目标中心(图2)。CAD设计的光机部件导入我们的FRED模型,以提供一个完整的系统描述。除了非相干光线追迹和散射分析,FRED使用高斯光束分解来模拟相干光束传播。忽略非线性效应,我们可以获得系统不同时期的ARC光束的几乎完整的频域描述。
我们采用基于3D傅里叶的传播软件:MIRO [5]、Virtual Beamline(VBL)[6]和PROP [7],可用于时域脉冲分析。这些软件模拟非线性效应,计算近场和远场光束分布,并考虑放大器增益。 正确的系统设置的验证是使用这些软件的主要难点。VBL和PROP预测已经广泛用于NIF实验,同时特定NIF光束线的验证的描述已经用于ARC。MIRO具有处理CPA的带宽特定效应的附加能力。NIF光束线的样本MIRO模型如图3所示。MIRO模型在窄带宽模式下被基准化为VBL和PROP。
开发各种模拟工具使我们对不同模型的预测进行交叉检查,并增加其可信度。目前正在进行的初步实验使我们能够验证和改进我们的模型,并帮助指导未来的实验活动。
图1.突出显示了CPA结构的一个独特形式的ARC系统的概略图,在一个NIF光束线中产生两个强脉冲
图2.ARC系统的FRED模型提供一个系统级概述和各个组件的描述
图3.ARC的MIRO模型具有物理光学系统的描述
这项工作由美国能源部主持,根据合约DE-AC52-07NA27344在劳伦斯利弗莫尔国家实验室实施。