谱色散均匀化的计算研究

利用光传输理论对ICF驱动器中使用的光谱色散平滑(SSD)技术作了理论分析，并结合典型的随机相位板(RPP)技术，用计算机模拟了使用光谱色散平滑技术前后激光靶面辐照不均匀性的变化及其技术中不同带宽和调制频率下激光靶面辐照不均匀性的变化。     

分布式相位板联合二维谱色散匀滑的实验研究

在神光II九路装置上,利用谱色散匀滑(SSD)技术结合分布式相位板(DPP)技术,研究了激光焦斑在一维、二维谱色散匀滑下的分布。结果表明,一维谱色散匀滑使焦斑的焦斑通量对比度由0.7634[均方根(RMS)]下降到0.3685(RMS),结合二维匀滑下降到0.2638(RMS);并结合各种评价方法对焦斑进行分析。实验为谱色散匀滑技术在神光II在线应用提供了参考。     

基于多焦点光子筛阵列的同轴相移全息技术

设计出不同相移步长的多焦点光子筛阵列,利用相移数字全息术对USAF1951分辨率板进行成像,在光学波段验证了光子筛阵列的相移功能。实验结果表明,多焦点光子筛阵列在不同相移步长下均可消除零级像和共轭像,系统分辨率均与理论预期结果一致。作为一种振幅型衍射透镜,多焦点光子筛阵列在X射线全息术和生物细胞显微等领域有着广阔的应用前景。     

神光Ⅱ高功率钕玻璃片状放大器接地实验研究

实验研究了高功率片状放大器不接地(悬浮状态)时感应电压的变化规律,结果表明:感应电压的大小主要受到金属腔体与氙灯之间的分布电容、放大器充电电压以及氙灯数量的影响;腔体之间不产生直接影响关系。实验研究了放大器在多种接地方式下的感应特性,提出了放大器内外腔电一体化并整体接地的接地方案,并将其成功应用到了神光Ⅱ第9路350mm片状放大器中,从根本上消除了放大器内部电击穿的可能性,并将放大器的感应电压降低到悬浮状态下的18%,提高了片状放大器运行可靠性和安全性,同时有助于改善放大器的紧凑性和洁净度。采用这种接地方案以来,350mm放大器可靠运行400多发次,未出现电击穿或干扰现象。     

周期相位调制光束的放大

为研究周期相位调制光束的放大特性,在分析激光放大介质跃迁谱线线型对损耗、受激辐射截面及饱和能量密度等参量影响的基础上,改进了原先的脉冲放大模型。以Nd∶YLF放大器为例,实验中获得的时间波形调制周期约为300ps,与计算结果330ps吻合较好;同时依据该模型计算分析了影响放大输出时间波形的主要因素,入射光场中心频率与跃迁谱线中心频率的匹配能有效降低相位调制-振幅调制(PM-AM)效应,为抑制该效应提供了依据。     

间断多次氮气吹扫法提高片状放大器在线洁净度研究

高功率片状放大器在线运行时氙灯辐照导致片腔内产生大量气溶胶,易引起钕玻璃污染,影响其使用寿命。采用洁净氮气吹扫恢复片腔内的洁净环境是片状放大器在线运行时的主要洁净手段。研究了氮气吹扫过程中片腔内涡流对洁净度的影响,结果显示涡流对气溶胶颗粒的禁锢作用会导致腔内气溶胶颗粒的大量残留,且无法通过延长吹扫时间或调整吹扫流速加以解决。针对这一问题,提出了间断多次氮气吹扫对腔内气溶胶进行循环稀释的在线洁净控制方法,该方法使腔内涡流经历不断破坏和重建过程,涡流场内滞留的气溶胶颗粒含量也得到不断稀释,从而大幅提高片腔洁净度。针对Φ130mm单口径片状放大器进行了对比实验研究。采用间断吹扫法之后,腔内残留气溶胶颗粒为连续吹扫时的1/100,片腔洁净度在15h的观测时间内始终保持在40级以内。该方法普适有效,为避免片状放大器钕玻璃气溶胶污染,增加其在线使用寿命提供了重要参考。     

激光损伤机理判断研究

实验发现光学材料的损伤与激光波长、材料特性、激光脉宽等因素有关,而且光学材料损伤的最终态是不一样的,这个态可以是熔化、碎裂或蒸发。为了解释这些现象,从材料的热传导方程出发半定量地讨论了光学材料损伤机理,指出了一个关键参数决定了激光诱发损伤与激光脉宽τp的关系,它就是光学材料内的夹杂物把热量传递给光学材料体所需时间τ。在τpτ时,损伤阈值由激光辐射强度决定;在τpτ时,损伤阈值由激光辐射能量密度决定。     

光谱色散平滑的实验研究

为提高国内惯性约束聚变(ICF)装置的焦斑平滑能力,在对光谱色散平滑(SSD)技术理论分析的基础上,开展相关实验并研究其平滑机制。实验结合另一种焦斑平滑技术———分布式相位板(DPP)比较分析光谱色散平滑技术应用下的焦斑均匀性的变化。实验表明,利用光谱色散平滑技术中的正弦相位调制对光谱展宽并色散后,在色散方向上的焦斑均匀性有明显改善,120μm内的光强调制被平滑,其平滑能力依赖于光谱色散平滑技术参量的选择;焦斑的低频光谱强度变化很小,但中高频光谱强度下降,焦斑质量有良好的改善,焦斑的不均匀性从40%降低到12.5%。结果还表明,光谱色散平滑技术中的关键是色循环的产生,光谱本身加宽产生的平滑作用非常有限。     

利用二维光谱色散和透镜列阵改善靶面辐照均匀性

利用二维光谱色散平滑技术和透镜列阵(LA)来改善激光驱动器中靶面的辐照均匀性.通过消衍射透镜列阵可得到包络陡峭且中小空间尺度均匀性较好的焦斑.当在光路中加入二维光谱色散平滑单元后,光束在两个互相垂直的方向发生光谱色散,多光束干涉所引起的细密条纹也将在很大程度上被抹平,如果把横向热传导平滑效应也考虑在内,高空间频率的强度波动可进一步被消除.二维理论模拟结果表明采用该方案可获得顶部平坦边缘陡峭的焦斑,而且该方案无需仔细调整靶面的位置,实际应用较方便.     

以激光清除中风患者脑内血块

医生们正在试验用激光击碎引起中风患者脑损伤的血块 ,这将为中风带来一种全新的治疗方式。当体内的血块脱落 ,进入脑部阻塞血管 ,切断脑部供氧就会引起中风 ,排除这些血块的唯一方法是使用叫组织胞浆素原活化质的血稀释药物 ,但这种药物需要两小时才能溶解一个血块 ,还会引起脑部出血。因此正研究用机械方式排除血块。在美国中风协会的一个会议上 ,来自俄勒冈的 Wayne Clark报道了用脉冲染料激光击散血块的方法。这一方案现在还在进行早期安全性试验。医生们打算做 1 2例手术 ,目前只做了 5例。前两位患者 ,由于用于传输激光的光纤不能穿…