针对高功率激光装置对靶面辐照均匀性的需求，提出了一种基于宽带激光拍频的瞬时束匀滑技术。激光集束采用宽带激光，利用连续相位板对焦斑包络进行控制，并结合共轭螺旋相位板使得集束中各子束在焦平面处拍频产生旋转周期不同、位置各异的快速运动散斑。合理选择宽带光参数可使得散斑的旋转周期在皮秒至亚皮秒量级，从而达到瞬时匀滑焦斑的目的。通过建立基于宽带激光拍频的瞬时束匀滑技术物理模型，模拟分析了关键参数包括激光带宽和谱线类型对焦斑束匀滑特性的影响和规律，并与双频单色激光拍频技术作了比较分析。研究结果表明，通过合理选取光源谱线类型或增大激光带宽，所提技术可在降低系统要求的基础上增强对激光等离子体不稳定性的抑制，使焦斑实现瞬时匀滑并获得较好的均匀性。

提出了一种基于相位板旋转排布的束匀滑方案，通过在激光集束中以旋转方式排布具有旋转非对称性的相位板，为集束中各子光光束提供不同的空间相位调制，进而利用存在一定波长差的子光束在靶面的动态干涉，使得焦斑内部散斑在多方向、多维度快速扫动，从而达到在皮秒时间尺度内改善焦斑均匀性的目的。以2×2集束为例，通过建立基于相位板旋转排布的束匀滑方案物理模型，分析了相位板参数、排布方式、激光束相位畸变参数以及空间偏差对束匀滑效果的影响。结果表明，在基于相位板旋转排布的束匀滑方案中，仅需同时加工多套参数相同的相位板，即可降低相位板的设计、加工难度。此外，该方案的束匀滑效果受激光束相位畸变、相位板排布方式以及空间偏差的影响较小。

针对惯性约束聚变(ICF)装置中的光路排布和柱形靶腔结构，建立了基于诱导空间非相干(ISI)和消衍射透镜阵列(DLA)联用的宽带激光束匀滑方案的靶腔内光传输模型，进而开展了腔壁辐照特性的分析和优化。在基于ISI与DLA联用的宽带激光束匀滑方案中，主透镜焦距与柱形靶腔参数的匹配至关重要，否则将对不同入射角度集束在腔壁处的光斑造成不同程度的破坏，导致腔壁光斑交叉重叠，从而严重破坏腔壁辐照的均匀性。本文通过分析主透镜焦距和DLA参数等对腔壁辐照特性的影响规律，开展了宽带激光束匀滑方案的参数设计及优化，以改善腔壁辐照的均匀性。结果表明：增大主透镜焦距，可有效保持不同入射角度集束在腔壁处光斑的包络，从而减轻腔壁光斑交叉重叠的现象；合理选取DLA的子透镜数目和子透镜长短轴比例，可以提高腔壁光斑的占空比，并有效减少束匀滑所需的时间；优化内环集束的入射角度，可以避免内环与外环集束在腔壁上交叉重叠。