基于光路追踪方法的激光交叉束能量转移模型

提出一种基于几何光路追踪方法并可在流体模拟程序中实现在线计算的激光交叉束能量转移(CBET)耦合模型。借助由激光逆轫致吸收公式引入的泵浦激光功率密度在流体网格尺度上的计算公式,该模型可计算探针激光束中每根光线所携带的能量经过与泵浦激光场相互作用带来的损失(或增加),从而实现激光能量在束间的转移。反复迭代的计算方法解决了由于激光束间能量转移与光线历史相关并且束间强耦合带来的方程求解困难。模型很容易推广到多束激光束两两能量交换的情形,也可用于研究逆轫致吸收和激光等离子体相互作用等物理内容。

激光光路追踪Wigner分布函数方法

提出了一种考虑衍射效应的激光几何光路追踪方法。引入由激光标量场定义的Wigner激光能量相空间分布函数,并给出该函数满足的刘维尔运动方程。Wigner分布函数用来描述经过空间任一点沿任一方向传输的激光光线上的能量分配。激光能量沿由波包色散关系定义的光线轨迹保持不变(真空中)或者衰减(等离子体中)。与传统几何光路追踪方法相比,该方法从理论上给出了激光光线初始携带能量份额的计算方法,并且将激光标量场的相位信息自然地包含在Wigner分布函数的定义里。算例表明,该方法与解析模型及广泛使用的菲涅耳衍射积分方法结果一致。

激光光路追踪模拟中的高精度求交算法

分析激光光路追踪模拟中求交算法非物理解的原因,提出一种基于非线性方程组的求交算法.针对各种相交角度,新算法的数值描述更具有一般性,并且结合矩阵预处理技术,提高了数值算法的稳定性.数值结果表明新算法具有更好的精度和适应性,在LARED集成程序的应用中展示了良好的模拟效果.

基于光路追踪法的激光能量沉积并行计算

在激光驱动惯性约束聚变的数值模拟中,通常使用光路追踪法来计算激光能量沉积。为了适应大规模、高效率的数值模拟需要,本文提出了分组流水线的光路追踪并行策略,能够充分提高大量光线在区域分解网格下的并行性。

远场几何光路追踪唯象模型

在激光靶耦合流体模拟程序中,相对于传统几何光路追踪方法,Wigner分布函数光路追踪方法可以描述激光衍射效应;但Wigner分布函数方法需要大量的激光光线来刻画激光能量在相空间的分布,降低了流体计算效率。基于Wigner分布函数方法提出了一个唯象模型,可以用较少的光线刻画宏观特征。该模型将Wigner分布函数分解成坐标空间与相空间两部分函数的乘积,并假定相空间分布函数具有特定的形式。该模型适用于空间相干度较低的实际光束,成功描述了OMEGA激光器光束,并且可以描述经过连续相位板匀滑后的实际光束。

在r-z柱坐标系中的三维光路追踪

编制了一个新的三维光路追踪程序，它可计算任意方向的光线通过网格的轨迹，这个程序将更准确地模拟真实的激光光束在柱型腔靶中的三维传播。

激光辐照金(Au)圆盘靶的二维数值模拟

简要描述了激光在等离子体中传播的三维光路方程的追踪解法 ,同时对电子热传导中的热流以及非平衡束缚电子占据概率速率方程组给出了一种简便解法 .应用这些方法和新近发展的LARED H程序 ,对激光辐照金(Au)圆盘和圆环靶进行了二维模拟 ,给出了靶等离子体的合理的二维行为特征 .

共轴抛物镜线聚焦性能的2维分析

掠入射泵浦方式作为一种全新的X射线激光泵浦方式,采用了共轴抛物镜作为线聚焦器件.利用2维光路追踪程序,计算了高斯光束从5°掠入射角增加到7°时入射到共轴抛物镜上的线聚焦效果.研究发现,掠入射角从5°增加到7°过程中,线聚焦的尺寸随着掠入射角变大,线聚焦长度从6 mm逐渐变长到12mm,线聚焦宽度从150μm变到40μm;掠入射角6.5°～7°可以实现符合实验要求的线聚焦效果,线聚焦尺寸约10 mm×20μm(最小线聚焦宽度),7°掠入射可以实现较好的线聚焦,基本满足实验的要求.

光线追踪法用于角膜屈光术后人工晶状体度数计算准确性分析

目的探讨光路追踪法对角膜屈光手术后人工晶状体(IOL)度数计算的准确性。方法回顾性病例研究。对20例(31只眼)角膜屈光手术后行白内障超声乳化吸除+人工晶状体植入术的患者进行回顾性研究,使用Scheimpfug相机,采用Placido角膜地形图仪(Sirius,天狼星;CSO)内部软件进行I0L度数计算,以I0L Master测量眼轴长度,并与Haigis-L公式计算结果相比较。以术后1个月实际屈光状态与预测屈光状态的误差得出预测误差,并分析其预测误差与绝对预测误差的平均值、标准差及分布。结果Haigis-L公式和光路追踪法的平均预测误差分别为(-0.65+0.46)D和(+0.19+0.34)D,平均绝对预测误差分别为(0.69+0.39)D和(0.30+0.25)D。绝对预测误差值+0.50D范围内分别为35.5%和83.9%,+1.00D范围内分别为83.9%和96.8%,两者比较差异有统计学意义(t=10.38,P<0.05)。结论光路追踪法可对角膜屈光手术后白内障患者进行较为准确的人工晶状体度数计算。与Haigis-L公式相比,光线追踪法计算结果术后屈光状态有偏正趋势。