以ICF系统应用为背景, 建立了四束超短啁啾高斯脉冲远场能量叠加分析模型, 分别对单束及多束超短啁啾高斯脉冲的空间异常特性进行了数值模拟和分析。结果表明: 脉宽是影响超短啁啾高斯脉冲叠加光束产生空间异常现象的主要因素。在利用指数函数复振幅包络的解析式进行分析时, 使用脉宽小于1个光振荡周期的超短啁啾高斯脉冲进行叠加应控制参数在合理的范围内, r<1w0时可有效避免空间异常现象。

多束激光的远场叠加对于提高远场靶面能量是一种有效的方法，单元光束的参数的变化对于远场合成光束都会产生影响。为了分析脉冲激光参数控制对远场能量分布的影响，利用夫琅禾费衍射积分公式导出了4束普通脉冲高斯光束合成的远场光强的解析式，并整理了激光中心波长和脉宽的改变对远场叠加后能量分布的影响之间的具体关系。通过MATLAB的数值模拟，结果表明：当光束的中心波长减小或者脉冲宽度减小时，远场能量向中心轴上汇聚，远场轴上光强增加。当轴上光强相对于理想中心波长和脉宽的远场轴上光强的变化率小于5%，中心波长变化率最大不能超过7.89%，或者脉宽变化率最大不能超过91%，因此，中心波长的变化对于远场光强分布的影响比脉宽更大。

利用多光束激光输出耦合叠加是一种提高激光器输出功率的有效方法。采用两束矩形激光对准系统, 分析两光束不同对准情况下的焦斑特性。完全对准的情况下, 两束光的远场焦斑重合在一起, 焦斑能量是两光束能量之和。在实际光束对准系统中, 讨论了三种常见的对准误差, 并比较了这些误差对焦斑特性的影响。利用ZEMAX软件对设计系统进行了模拟分析, 并进行了实验验证。结果表明, 元件的位置误差会使远场焦斑能量集中度降低, 焦斑半径增大。