随着技术的飞速发展,以惯性约束核聚变为目标的高功率激光驱动器要求输出具有更大功率、更高通量、更好光束质量以及更短脉冲时间。随着激光器输出功率的增加,使用元件数量的增多,随之而来的一个重要问题就是元件表面的残余反射光汇聚而形成的小光斑——鬼像,变得越来越突出,并且开始制约激光驱动器的进一步发展。　　 针对这一问题,国内外研究学者做了很多相关的研究,主要是基于几何光学的分析方法,确定了高功率激光装置中鬼像的分布规律,并提出一些抑制鬼像破坏的方法;在此基础上涌现处一批商业的、非商业的光学设计软件,可以实现对复杂系统中的鬼像进行分析和计算;虽然应用此类软件分析复杂系统的鬼像需要做大量的光线追迹计算,耗费大量的时间,但是这些研究在工程应用中发挥了重要的作用。然而,由于鬼像分布的特殊性和复杂性,鬼像的研究始终是针对确定的系统做静态分析,分析具有一定的局限性。　　 针对以上情况,本文在已有学者研究的基础上,从实际加工误差和物理光学的角度,从以下几个方面对高功率激光鬼像问题做了进一步深入的研究和分析:　　 1、从不确定性的角度分析了透镜鬼像点对实际中元件加工、安装误差的敏感性。以SG-Ⅱ升级装置的终端光学组件的聚焦透镜为例,按照不同的透镜类型分析了实际中加工、安装等误差引起的鬼像的位置偏移以及变化趋势,并得到了薄透镜条件下各级鬼像点的位置的近似表达式,对于判别鬼像的偏移具有一定的理论指导。分析结果表明,鬼像点对于元件光轴的改变或偏转很敏感,而对透镜的参数误差并不敏感。所得结果对于透镜的加工和实际装校具有一定的指导作用。　　 2、以物理光学积分衍射理论为基础分析光束经过透镜表面多次反射形成的鬼像焦斑的空间分布。运用Collins公式推导了平行光入射时,鬼焦点处光斑的分布和光强分布的近似表达式,并以SG-Ⅱ升级装置的终端光学组件的聚焦透镜为例,数值计算并对比了各级鬼焦点的光斑大小和光强变化。结果表明鬼焦斑也具有爱里斑的分布特征,鬼焦点处的光强分布只与传输过程中的折射、反射损耗决定,基本不受光斑大小的影响,此研究为鬼像研究提供了新的思路,丰富了鬼像研究的理论成果。　　 3、从物理光学的干涉的角度分析了鬼像焦斑及其附近区域与主激光脉冲重叠产生的干涉调制情况,分析了鬼像在不同情况下焦斑及其附近区域的光强分布。结果表明鬼像与主激光的干涉大大增强了鬼像的峰值光强,与原有的分析方法相比,更加全面系统地描述了鬼像的形成和分布,为工程设计提供重要的参考依据。　　 4、在以上理论分析的基础上,提出了一种简单的轴上鬼像检测装置,利用两束细光束的交叠来确定轴上鬼像的位置,并通过实验验证理论分析的鬼像分布的准确性;另一方面,提出了利用检测到的鬼像信息反演关于该透镜焦距和其他鬼像的方法,可用于弥补大口径长焦距透镜在实际测量中的局限性。