“天光一号”装置实验数据获取系统的升级进展

“天光一号”装置实验数据获取系统主要采集“天光一号”装置运行过程中的运行状态参数和实验结果数据，为整个装置的安全、稳定运行提供判断依据。     

9 高功率KrF激光性能改进及束靶作用研究进展

采用光束平滑技术和像传递技术，优化建立了“天光一号”装置的6束MOPA系统，激光放大器的输出能量提高到200J，在靶上获得好的激光辐照均匀性，6束激光聚焦到靶的不均匀度达2%，接近美国海军实验室NIKE装置的水平；首次实现6束激光同时打靶，在功率密度2TW／cm^2的条件下，采用飞片增压技术在飞片靶中产生超过200万大气压的冲击波，采用可见光条纹相机测量到冲击波信号，验证了天光装置开展状态方程实验研究的可行性。     

“天光一号”装置精密化进展

“天光一号”装置精密化主要包括如下三方面内容：1）6束光学角多路系统的优化；2）加速器运行稳定性及关键技术研究：3）光束参数实时监测系统的建立。围绕这三方面主要完成了如下工作内容：对角多路系统中影响光束均匀性的局部光路进行了改进和完善，主要包括两级放大器的输入输出光路；为满足靶室内开展状态方程测量实验的需要，重新设计加工了打靶聚焦系统，     

天光一号预放大器自动准直技术研究

天光一号高功率KrF准分子激光装置采用光学角多路实现了六束激光的主振荡功率放大，其光路复杂，人工调节繁琐，指向精度难以保证，且激光波长为248 nm，属于深紫外波段，无法采用常用的光束自动准直方法。为了保障六束激光聚焦叠加并稳定精准地照射到靶面上，需开展适合天光一号装置激光参数及光路特性的自动准直技术研究。本文以预放大器三束输入、输出光路为研究对象，探索适合天光一号装置的自动准直方法，建立了预放大器光路自动准直系统，实现了快速、高精度光束的调节，验证了自动准直方案的可行性，为天光一号KrF准分子激光装置实现全光路自动准直奠定了技术基础。     

Development of Target （Source） Preparation Technique With Pulse Electroplating and Direct Current Plating

2006年，“天光一号”准分子激光装置运行状态基本良好，主要承担总装“军口863”的重点项目，开展核爆模拟的高压状态方程实验研究和惯性约束聚变基础研究，同时还承担部分自然基金、中核预研基金、院长基金等课题。“天光一号”装置的稳定运行，为加速器性能实验、     

“天光一号”加速器主放大器改造初步方案

“天光一号”加速器主放大器始建于1978年,至今已服役30年,设备存在的问题有：材料的高压绝缘和密封结构老化,电容器备品缺乏,测量设备缺少必要的技术支持,技术性能落后于现代的新技术等。随着科研的不断深入,该设备的主要性能对激光光束品质的提升和对靶物理实验精度的提高等造成瓶颈,且由于老化的原因造成装置故障率高,影响装置的可运行时间和稳定性。     

强激光与加速器——激光工程组工作进展

在2007年度，围绕定量开展状态方程实验研究，进行“天光”装置精密化的课题目标，主要完成了如下工作：对两台电子束泵浦的激光放大器进行了一次全面的检修和维护，解决了以前运行中出现的一些问题；根据实验需要，更新了“天光一号”数据采集系统的硬件和软件系统；进行了放大器二极管阴极材料和阳极膜寿命的实验研究；对平滑化角多路系统进行了部分优化（主要包括：     

“天光一号”激光直接驱动准等熵压缩研究

正准等熵压缩作为一种连续缓慢加载过程,具有低熵增、低温升的特点,在惯性约束聚变、物态方程、地球与天体物理、材料力学等领域具有重要应用。基于"天光一号"激光装置,利用其长脉冲特点,在不经过脉冲整形的情况下直接辐照铝靶进行准等熵压缩实验。     

天光一号预放大器自动准直技术研究

天光一号高功率KrF准分子激光装置采用光学角多路实现了六束激光的主振荡功率放大,其光路复杂,人工调节繁琐,指向精度难以保证,且激光波长为248 nm,属于深紫外波段,无法采用常用的光束自动准直方法。为了保障六束激光聚焦叠加并稳定精准地照射到靶面上,需开展适合天光一号装置激光参数及光路特性的自动准直技术研究。本文以预放大器三束输入、输出光路为研究对象,探索适合天光一号装置的自动准直方法,建立了预放大器光路自动准直系统,实现了快速、高精度光束的调节,验证了自动准直方案的可行性,为天光一号KrF准分子激光装置实现全光路自动准直奠定了技术基础。     

“天光一号”系统同步触发激光器Trigex 248通过验收

“天光一号”准分子激光系统中的同步触发激光器Tol-100由中国科学院安徽光学精密机械研究所研制，引进于1992年。经过14a的长时间运行，激光器严重老化，输出激光强度极不稳定，严重影响“天光一号”系统的同步稳定性。同时，由于该激光器为20世纪90年代的产品，目前很难购买到相关配件对其进行维修。     

天光一号高功率KrF准分子激光装置气系统优化设计

天光一号高功率KrF准分子激光装置由研制阶段过渡到使用阶段,需要将11套实验性气系统做成1套应用性气系统,进一步保障加速器的安全、可靠、稳定运行。该系统将实现气系统的完全自动化运行,并提供手动系统作为备用运行手段。完成后的装置具有以下优点。     

基于天光一号装置的激光直接驱动准等熵压缩研究

采用一种新型的激光驱动准等熵压缩方式,利用KrF准分子激光长脉宽的特点,在不经过脉冲整形的情况下在带窗口铝靶上实现了激光直接驱动准等熵压缩。实验前,对激光光束和靶结构进行了匹配设计。激光打靶获得的峰值压力为16.8 GPa,压力上升前沿约为17.0 ns,与辐射流体力学数值模拟结果一致,验证了实验方法的可行性和天光一号装置的稳定性和可重复性。通过分析受辐照后靶的损伤形貌与结构特征,发现受辐照区域铝膜完全气化,在辐照区域边缘形成溅射堆积状。辐照前后材料组织结构稳定,在高温高压作用下未形成新物质。最后,基于一维辐射流体力学模拟程序研究了不同激光功率密度对准等熵压缩加载过程影响规律,并采用热力学定律计算了其熵增,获得了其变化规律。     

Discussion of Data Difference Among Measured Thermal Neutron Cross Section of ^135Cs

“天光一号”系统采用诱导空间非相干（FEISI）和像传递技术实现了对靶平面的均匀辐照，但该技术并不能确保光束在激光传输路径上的近场分布均匀。虽然MOPA系统中大多数光学元件表面平均光通量不大于 1J／cm^2，     

用饱和增益开关方法对“天光一号”进行脉宽压缩实验研究

目前“天光一号”前端输出脉宽约为23 ns,为适应将来ICF对入射激光的高功率要求,必须对其脉宽进行压缩。另外,目前“天光一号”正在用平滑光束进行物质状态方程的实验研究,实验要求作用于靶上的功率密度必须在1012 W/cm2以上,这也提出了必须对现有的脉冲宽度进行压缩的要求。我们采用了饱和增益开关的方法来实现对KrF准分子激光脉宽的压缩。其基本原理是将振荡腔产生的双程放大部分的非相干光束分成大小分别为0.01Is和Is(Is为放大腔的饱和光强)的两束光,强度小的一束先进入放大腔放大,此时由于是小信号,增益可达到约200倍。然后让强度大…     

超短脉冲在电子束泵浦KrF激光器中多级放大研究

将紫外超短激光脉冲经过放电泵浦KrF激光放大器LLG50、“天光一号”电子束泵浦KrF激光预放大器和主放大器进行了3级放大,最终将1 mJ的超短脉冲激光放大到了8 J。建立了超短激光和ASE互相竞争放大的动态模型,分析了ASE对多级放大的影响,并提出了抑制ASE、提高放大效率的方法。 1     

三腔放电泵浦准分子激光器的CHEL3300的研制和验收

“天光一号”准分子激光系统是我国最大型的准分子激光系统,由种子光源、预放大器、主放大器和MOPA光路组成。目前,由于种子光源的强度不能使预放大器达到放大饱和,放大器的泵浦功率不能充分利用,整个系统最终输出能量不能满足开展物理实验的要求。因此需引进1台高性能准分子激     

基于全装置蒙特卡罗模拟的超短超强激光装置光子剂量研究

为了准确评估激光装置靶室内、外的周围剂量当量分布情况，进一步验证剂量评估模型的合理性，利用蒙特卡罗程序FLUKA对激光靶室进行了全建模，基于现有电子源项理论模型以及XG-Ⅲ激光装置典型实验条件对靶室内外剂量情况进行了计算分析。为了更准确地测量光子周围剂量当量，需要对光子剂量测量组件进行设计，对不同能量区间电子对测量元件的总剂量贡献进行了模拟分析，在此基础上针对0～15 MeV区间电子的屏蔽进行了优化设计，最后对光子剂量测量组件的效果进行了模拟计算，并进行了设计优化。模拟结果表明靶室内、外电子周围剂量当量均高于光子剂量当量。激光靶室主观察窗内、外的电子与光子剂量水平相差约1个量级。相较于无屏蔽情况下，优化后的测量组件使电子剂量水平下降了99.7%,光子剂量水平仅衰减了30.9%,电子与光子的剂量比值约为0.12,总光子剂量中有5%是高能电子在PMMA中发生轫致辐射所贡献。模拟结果表明：经过对测量结果的合理修正，该组件可适用于强激光装置中靶室内的光子剂量测量。     

高功率KrF激光性能改进及其应用

在惯性约束核聚变(ICF)与惯性聚变能(IFE)研究领域，要求短波长、宽频带、高效率、非线性效应小、可重复频率运行的新型高功率激光驱动器。为此，设计、研制、建造了6束角多路传输120J／23ns大型高功率KrF准分子激光振-放(MOPA)系统“天光一号”。     

二极管阴极材料的发射特性研究进展

为实现天光装置的稳定运行，使天光装置进一步精密化，开展了二极管阴极材料的发射特性研究。     

CHEL3300准分子激光器在“天光一号”系统中的应用

CHEL3300激光器首次尝试采用1套磁脉冲压缩快关控制的L-C反转电路实现3个独立的激光腔放电。通过调整磁脉冲压缩开关到各个放电腔电路的电感确保3个放电腔按照“天光一号”系统1次分束的要求以20ns的时间间隔依次放电。实验证明,CHEL3300激光器作为“天光一号”系统的ASE种子光