靶点激光焦斑的偏振匀滑是激光聚变驱动器的关键技术。建立数学模型，对会聚光束中的偏振匀滑进行理论分析。指出该技术在光束远场纵向的匀滑效果，推导激光远场横向分离量和纵向分离量分别与偏振匀滑晶体厚度和倾斜角度的关系。通过数值模拟，给出了激光远场焦斑形态参数与晶体参数之间的关系曲线。结果表明，当晶体厚度和偏转角度取特定范围时，焦斑可以得到最佳的匀滑效果。

针对惯性约束聚变(ICF)驱动装置，提出一种新的焦斑整形方法：基于衍射叠加原理，采用自适应光学(AO)技术调整近场相位来实现对远场焦斑形态的控制。以一种新型的变形镜模型——压电薄膜变形镜(PFDM)为例，对AO技术用于焦斑整形的可行性进行了模拟研究。结果表明，在制作工艺允许的范围内，当变形镜的空间分辨率达到一定程度时，便可利用AO技术实现良好的焦斑整形效果，而且能够保证焦斑较好的均匀性。进一步研究结果表明，该方法对波前畸变的容忍度要优于传统方法。

研究了光线追迹和随机相位滤波作为初始相位设计的连续相位板下, 光束畸变对连续相位板整形性能的影响。结果表明：随机相位滤波得到的连续相位板相比光线追迹获得的连续相位板, 在幅度畸变、离焦的容忍度等方面都有优越性;进一步分析了相位畸变、对准误差、口径误差等对连续相位板性能的影响, 确定了相位畸变是影响性能的首要因素, 并且大目标焦斑的畸变宽容度更大, 由此引入了波前的相对畸变因子, 在所定义的连续相位板性能标准下, 波前容忍度为0.5。

由Zernike多项式生成P-V值在5λ(1053 nm)范围之内变化的离焦、像散、彗差和球差等波前畸变, 叠加入用改进Gerchberg-Saxton(G-S)算法设计的背光照明连续相位板(CPP)透射波前, 采用快速傅里叶变换方法计算远场。从能量利用率、焦斑10～100 μm尺度的均匀性和焦斑尺寸三方面分析了波前畸变类型和畸变量大小对三倍频(351 nm)整形焦斑的影响。结果表明, 焦斑的能量利用率和焦斑尺寸对波前畸变有比较大的宽容度, 当波前畸变和CPP本身透射波前P-V相当时, 两者的变化量均在5%之内; 整形焦斑的均匀性对波前畸变比较敏感, 1λ的畸变量使焦斑的均方根(RMS)值从0.325增加到了0.45, 增量达到38.5%, 必须对全系统的波前畸变进行严格控制。

用改进的盖斯贝格-撒克斯通(G-S)算法对满足加工能力的连续相位板(CPP)进行了设计，并从对焦斑的整形能力、三倍频转换效率、近场强度调制等方面详细分析了基频光CPP和三倍频光CPP的性能优越差异，结果显示，基频光CPP可以满足焦斑的形态要求; 在采用三倍频晶体(KDP)“Ⅰ+Ⅱ”倍频方式下，失谐角越大，转换效率受影响越大，且影响程度受目标焦斑大小的限制; 对三倍频转换效率影响越大，三倍频光近场调制越大。计算结果对神光Ⅲ原型装置的CPP应用具有一定的指导意义。