用于ICF驱动器高效三倍频方案的分析

用数值计算方法对适用于ICF驱动器的Ⅰ/Ⅱ角度失谐和Ⅱ/Ⅱ偏振失配(在5.0GW/cm2附近获得最佳三倍频转换效率)两种三倍频方案进行了详细地对比分析,还给出了基频光脉冲空间分布均匀和空间分布为六阶超高斯,时间分布均为高斯(脉宽1ns),入射功率密度范围为0～10GW/cm2时的三倍频效率曲线,对ICF三倍频实验具有很重要的参考价值。     

色分离光栅对光束近场调制影响实验研究

介绍了一种用于惯性约束聚变研究的CSG衍射光栅研制情况,衍射光栅的制作采用离子束刻蚀的方法,光栅刻蚀面积为80mm×80mm。利用星光Ⅱ高功率固体激光装置实验平台对光路中插入衍射光栅后的光束近场调制变化进行了实验测试。实验结果表明,在低功率密度条件下(0.005GW/cm2)光路中插入CSG衍射光栅后,光束近场调制度没有明显的增加,相对于光束本身的调制来说,由光栅带来的调制为细微的小量调制。     

热容模式下片状激光介质的热畸变

利用有限元数值方法,模拟计算了热容模式下片状激光介质的瞬态温度分布和热应力分布及其波前畸变和应力双折射。结果表明:激光介质中的温度分布和热应力分布与抽运光斑及介质的几何形状密切相关。当抽运光斑未充满激光介质时,介质的表面靠近边缘处会出现大的拉应力集中,并且介质中最大拉应力和表面的最大轴向位移随抽运光斑尺寸缩小而增大;而当抽运光充满介质时,表面是压应力,较小的拉应力存在于介质内部。介质变形和热光效应(折射率随温度变化)是产生波前畸变的主要原因。热应力双折射对光束产生较大的退偏作用,从而影响激光器的输出性能。     

惯性约束聚变激光装置系统可靠性研究

惯性约束聚变（ICF）激光装置是国家安全、能源和科学研究水平的重要标志，它的稳定运行与否对于惯性约束聚变装置的建造具有重要的决定作用。可行性作为惯性约束聚变激光装置稳定运行的最重要度量指标，表征了惯性约束聚变激光装置在使用中能保持正常工作状态或完成规定任务的能力。这种能力只能通过一系列针对惯性约束聚变激光装置的系统可靠性研究，并运用这些研究结果对惯性约束聚变激光装置实施有效的可靠性控制而得到保证。近几年来，国内外在惯性约束聚变激光装置可靠性研究方面开展了许多工作，并取得了很大进展。本文对这些进展进行了综述和分析，并提出开展下一步研究的思路。     

亚表面杂质对熔石英激光损伤的影响

采用HF酸对熔石英材料刻蚀不同的时间,利用同步辐射X射线荧光成像方法(SXRF)研究熔石英材料亚表面区域的杂质种类和相对含量,利用AFM和白光干涉仪研究刻蚀区域表面形貌和表面粗糙度,并采用R:1方式测试激光损伤阈值。实验结果表明,熔石英亚表面的杂质主要包括Fe、Cu、Ce,其相对含量随刻蚀时间的增加而降低。在刻蚀时间小于30 min时,损伤阈值明显提升;继续增加刻蚀时间,阈值降低。当刻蚀时间较短时,Cu、Ce等杂质含量对损伤阈值影响较大。刻蚀时间过长时,元件表面粗糙度成为影响损伤阈值的主要因素。     

折返点匹配的宽带二倍频实验研究

在二次谐波转换中,基频光和倍频光的群速失配是限制转换带宽的主要因素。利用折返点匹配的宽带谐波转换技术能同时实现基频光和倍频光的相位匹配和群速匹配,理论计算表明在折返点匹配的情况下,倍频转换带宽将显著增加。分别利用厚度10 mm,氘含量12%的KD*P晶体和厚度12 mm的KDP晶体对中心波长为1053 nm,谱宽为31 nm,能量为620μJ的基频光进行折返点匹配二倍频和传统二倍频的对比实验,前者取得了22 nm的转换带宽,远大于后者7 nm的转换带宽。实验结果证实了理论计算的正确性,显示了折返点匹配宽带谐波转换技术的优越性。相应地,前者转换效率为25%,大于后者20%的转换效率,导致倍频转换效率较低的主要因素是入射基频光的光束质量和光谱质量较差。     

80 mm×80 mm衍射光栅零级衍射效率实验研究

研制了一种用于激光惯性约束聚变研究的衍射光栅。光栅的制作采用离子束刻蚀方法,光栅尺寸为80 mm×80 mm,工作周期为90μm,对1.053、0.527、0.351μm 3种波长的激光束进行谐波分离。利用YLF激光器系统对衍射光栅的性能参数进行测试,结果表明,衍射光栅对波长为0.351μm的三倍频激光束零级衍射效率为79.7%。     

寄生电容对串联谐振电容器充电电源特性的影响

软开关串联谐振电容器拓扑因其在较宽的电压范围内具有平均充电电流恒定和抗短路能力强的特点而用于对高压电容器充电。但开关频率固定的串联谐振充电电源的恒流特性因直流母线电压的波动和高压变压器以及整流单元的分布电容的影响，其充电电流并不是恒流。该文分析了理想和实际的串联谐振充电电源的充电电流特性。提出了采用图表法对串联谐振电源进行参数设计和调试，克服了以往高压脉冲电源设计和调试时的盲目性，具有重要的工程实用价值。     

熔石英表面损伤修复点上烧蚀碎片的分类与去除

熔石英光学元件表面损伤修复点周围的烧蚀碎片是诱导元件损伤的一个主要因素。根据烧蚀程度将修复点周围的烧蚀物质分为两类,然后针对不同类型的烧蚀采取大光斑CO2激光钝化和氢氟酸缓冲溶液刻蚀清洗两种方法对其进行去除处理,并且得到具体的优化处理参数。实验结果表明,两种方法都可以有效地去除修复点周围的烧蚀碎片,达到有效提升修复点抗激光损伤能力的目的。     

大科学工程项目过程质量管理实践——ICF激光装置项目的质量管理

由于大科学工程项目投资巨、规模大和多学科交叉,从而使得项目过程质量管理中存在节点多、预见性差和反馈周期长等问题。以某型号ICF激光装置项目为例,从质量目标及实施过程质量控制的角度出发,提出质量目标体系的制定和管理,工程设计过程、外协采购过程和安装集成过程的质量管理的要点和实践经验,可供其他大科学工程项目的过程质量管理参考借鉴。