用于惯性约束聚变驱动器的色分离光栅-光束采样光栅集成元件的制作

针对惯性约束聚变(ICF)驱动系统特别是其终端光学系统对元件数和元件厚度的限制要求,利用衍射光学元件(DOE)易于集成的优点,提出一种在石英基片的两面分别曝光制作色分离光栅(CSG)和光束采样光栅(BSG)的新方法,仅需一个石英片即可同时实现谐波分离和光束采样的功能.分别采用光学制版和电子束直写的方法制作了色分离光栅和光束采样光栅的掩模,并利用离子束刻蚀的方法加工了色分离光栅-光束采样光栅集成元件.结果表明,此集成元件的三倍频光能量利用率、色分离度以及采样效率等参数均与三倍频光通过色分离光栅、光束采样光栅分离元件时得到的结果相吻合,达到了惯性约束聚变激光驱动器终端光学系统的基本技术指标要求.     

法国惯性约束聚变计划概述

国家政策明确规定,法国必须维持核武器安全,可靠和性能的能力,因此授权原子能委员会开始进行“兆焦耳激光”（ＬＭＪ）的研究和发展阶段计划。该装置被认为是“模拟计划”的基石,该计划的目标和范围与美国能源部的“以科学为基础的管理计划”相同。法国过去和现在的高能激光装置均用于激光等离子体物理的实验研究,并用于更好地了解与兆焦耳级激光器有关的激光科学。这些活动的目的是核定所有计划用来达到惯性约束聚变任务目标必     

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。     

美国惯性约束聚变计划的现状与成就

叙述美国惯性约束聚变（ＩＣＦ）计划的结构,着重介绍“国家点火装置”。该装置是美国在不进行地下核试验时美国核防御计划的主要部分。美国惯性约束聚变计划的近期目标是在实验室内获得点火,并在将来获得高产额。本文叙述点火物理及有关领域的当前结果,以及对高产额有用的一些新概念。     

里梅尔—瓦朗通研究中心惯性约束聚变的进展

里梅尔－瓦朗通研究中心开展的激光计划集中在间接驱动聚变的系统研究上，与直接驱动相比，预计本过程能提供必要的辐均匀性。而对激光束质量的限制放宽。主要关心问题是辐射转移和预热、流体力学不稳定性、高密度Ｘ射线驱动的内爆。在“太阳神”设施（５ｋＪ、１．３ｎｓ、０．３５μｍ）上已进行双光束烧蚀内爆实验，证明对称性受外壳结构的控制，并遵循描述黑腔物理的定标律。由激活测量推得压缩的ＤＴ密度为－１００ρ（ρ０为液     

用于现代惯性约束聚变实验的低温靶

随着用于现代惯性约束聚变实验镀层技术的发展，科学家已对带有多种内部结构低温燃料层形成的物理及对非等容过程低温层形成的靶模拟系统进行了研究。研究结果表明，此种靶模拟系统中的固体层结构与约束聚变靶中获得的结构极为不同。研究发现燃料层在分离态进入凝聚和气相的热过程取决于初始气体的密度是大于，小于还是等于给定材料的临界值。     

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。     

结构参量对脉冲高斯光束布拉格衍射特性的影响

利用二维耦合波理论,研究了体光栅对时间和空间都为高斯型分布的脉冲激光光束的衍射性质,得到了衍射和透射光振幅的解析表达式.讨论了体光栅的结构参量对衍射光束的空间和频谱强度分布以及衍射效率的影响.结果表明,体光栅的波长选择带宽和衍射光束带宽随着结构参量的增大而增大,衍射效率随着入射脉冲时间宽度的增大而增大,并趋于定值,结构参量值越小,达到饱和的速度越慢,饱和值越大.     

双掺杂LiNbO3:Fe:Mn晶体局域光折变体全息光栅形成及衍射特性

将带输运模型与二维耦合波理论相结合,研究了双掺杂LiNbO3∶Fe∶Mn晶体中由两束有限宽度平面波干涉产生的局域光折变体全息的动力学机制及其衍射特性。采用三步法联立求解了双中心带输运物质波方程和二维耦合波方程。数值计算结果表明,局域光折变体全息光栅的空间电荷场在空间上呈不均匀分布。当光栅区域较小时空间电荷场较强,随着光栅区域的增大,空间电荷场急剧下降,并降低一个数量级。此外,在接近光束入射边界的区域,空间电荷场时空变化规律与一维无限大光折变体全息光栅的结果相似,随着光栅区域的扩大,边界效应对空间电荷场的影响越显著。研究还发现,局域光折变体全息光栅的衍射效率随光栅厚度的增加而增加。理论结果对于由局域光折变体全息光栅形成的光学器件与系统的设计和应用具有重要的参考意义。     

靶场编组站镜箱温度场稳定性影响及优化分析

激光惯性约束聚变(ICF)装置中靶场编组站镜箱内的温度控制是实现光学元件最小变形,保证光束质量的重要环节。建立靶场编组站镜箱数学和物理模型,采用流体动力学分析软件对靶场编组站镜箱内温度场分布进行了数值模拟,计算结果与实测结果吻合。分析了不同鼓风速度v及鼓风角度θ对镜箱内温度场分布的影响及稳定时间,结果表明鼓风速度越大,镜箱内温度场趋于稳定越快,而风速v大于1.3m/s后,稳定时间的减小不明显;鼓风角度对镜箱内温度场稳定影响较大,有最佳值。当鼓风速度v为1.3m/s,鼓风角度θ为20°时镜箱内温度场稳定时间最短,为77min。且在鼓风机关闭后32min内,镜片温差在允许范围内,最大值为0.009K。     

激光引信目标近场散射特性研究

基于激光引信近场散射模型,采用波速分割技术来处理宽波束局部照射目标的散射功率的计算,提出一种激光近场散射仿真算法,并运用计算机仿真技术结合粗糙面光散射理论,模拟计算激光引信接收功率,计算结果与实际测量吻合的较好。     

光纤激光器相干合成系统中组束误差对远场光场的影响

对光纤激光器相干合成系统中组束误差对远场光场分布的影响进行了数值研究,分析了输出单元占空比、位置误差和平行度误差对远场光场分布的影响。结果表明,输出单元占空比的增加只能提高中心光斑的能量,但无法改变中心光斑的平均光强;而位置误差会使远场光场中的旁瓣能量减弱,降低光纤激光器相干合成系统的转换效率。分析发现,位置误差的这种影响可以通过增加输出单元的占空比来减弱。最后,通过分析平行度误差对远场光场的影响,对光纤激光器相干合成系统中的平行度误差控制提出了建议。     

空间、近空间网络化体系探测时间敏感目标的工作方式研究

时间敏感目标(TCT:Time—critical Target)是各类任务中需要重点关注的对象,空间、近空间探测系统对时间敏感目标实施探测和跟踪具有独特的优势,但其过程也是一个复杂的闭环控制过程.在借鉴外军C2Cnet探测方式的基础上,理顺步骤和层次,提出并描述了空间、近空间探测系统的工作方式,研究成果对天基探测系统规划和建设具有参考价值.     

空间用光纤陀螺辐射诱导磁场误差变化机理研究

干涉式光纤陀螺在空间环境下受粒子辐射、电磁场等多种物理场共同影响,使角速度输出误差劣化。文章通过分析光纤陀螺磁场误差主要来源,推导了光纤陀螺磁场误差模型。基于磁场误差模型探究辐射对磁场误差相关参数的影响,建立辐射诱导磁场误差变化理论模型。在此基础上,通过影响机理分析和实验验证,确定辐射主要通过影响维尔德常数和光纤应力双折射进而影响光纤陀螺输出零偏。进一步地,通过搭建小型化光纤陀螺样机,对保偏光纤环进行辐射处理并进行了相应磁场误差测试。测试结果表明,光纤陀螺磁场误差随辐射总剂量发生变化,其变化规律符合辐射诱导磁场误差变化模型。     

毫米波衍折射透镜系统焦区矢量场快速分析

将快速分析单个二元衍射透镜焦区标量场的射线衍射传播法发展为矢量射线衍射传播追迹法,此方法能快速有效地分析二元衍射透镜及折射透镜组合光学系统的焦区矢量场,获得相应的成像性能。与二维时域有限差分法(2D-FDTD)相比,矢量射线衍射传播追迹法的计算时间显著缩短。矢量射线衍射传播追迹法与2D-FDTD计算结果及实验结果对比验证了其正确性。