KrF准分子激光光束平滑技术实验研究

为了给物质状态方程(EOS)的实验研究提供均匀的辐照,需对入射激光束进行平滑处理,全年围绕光束平滑的工作,共进行了四个阶段的实验。 第一阶段的目的是为了在光束平滑技术调研的基础上,实验验证在我们的装置条件下FE-ISI     

高功率KrF准分子激光束平滑的研究

在ICF和X光激光产生实验中,要求将入射潦恍变成某种特定空间分布的光束,对靶进行辐照,而且对辐照均匀性有相当高的要求。激光直接驱动ICF是将激光直接辐照在球形DT靶丸上,使燃料达到高温,烧蚀后外喷,由等离子体的反冲作用聚心压缩,内爆点火。激光器直接产生的激光具有很好的相干性和光强分布不均匀性,容易引起内爆过程中流体动力学的不稳定性而破坏靶的球对称。这种不稳定性可能使靶壁和燃料物质混合,而不能达到聚变点火所要求的温度和密度。另外,在激光与物质相互作用的基础物理研究中,如物质的状态方程的研究,也需要入射激光束具有均匀的光强分布,因此,需对激光来进行平滑处理,使其具有很均匀的光强分布和空间非相干性。     

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”。     

高功率紫外超短激光脉冲光束质量研究

通过搭建传输和聚焦光学系统,采用CCD相机测量了高功率紫外超短脉冲激光系统的光束质量参数,如紫外种子光及其经过KrF准分子激光器放大后的焦斑光强空间分布、焦斑尺寸及极限衍射倍数β。结果表明,紫外种子光光束质量良好,β接近于1。经放大后,光束质量劣化,β达到6左右。经分析,光学元件的表面缺陷可能是导致光束质量下降的主要因素。     

高功率HCN波导激光器研制

主要叙述为HL-2A装置多道远红外(FIR)激光干涉仪而设计研制的一台高功率cw HCN分子波导激光器。按照337μm波导激光器定标定律选算出输出功率大于400 mW的HCN激光器几何结构参数(放电长度5.6 m,波导放电管内直径φ6.3 cm)。讨论了获得连续稳定输出的运行参数范围和大体结构。对激光器整体做了综合考虑,诸如热阴极采用了发射电流密度大的LaB_6材料,用殷钢棒稳固谐振腔长的光桥结构以及精确腔准直平移的全反射镜端机械调节结构,送排气管道的半定量估算等。给出激光器运行参数的初步调试实验结果。     

基于超级电容储能的中性束注入系统弧电源设计

弧电源是中性束注入加热系统中最关键的设备之一,它的性能决定了弧放电的稳定性及束流引出的品质。为提高弧放电稳定性,降低电网容量,减少对电网的冲击,弧电源拓扑设计采用了基于超级电容储能和开关电源技术的DC/DC变换器结构。利用多个IGBT功率模块并联工作,可提高电源工作频率,实现更快的动态响应速度。在详细分析电源工作过程的基础上,设计了滤波电路和电流快速转移电路,根据电源的要求和具体参数,由一阶RL电路的电流响应特性,精确计算出滤波电感的最小值。最后,利用Matlab对电源性能指标进行了仿真验证,结果表明电源性能完全符合设计要求。     

HL-2AMW级中性束注入系统弧流电源设计

中性束注入是磁约束受控核聚变实验装置中加热等离子体最有效的方法之一。针对中国环流器2号中性束大功率离子源的特点,从系统功能、主电路拓扑结构、控制硬件及控制时序等方面对弧流电源进行设计。整个电源由低位移相交流调压、高压隔离降压变压器、整流滤波和电流快速转移电路4部分组成。IGBT与电阻串联组成电流快速转移阵列电路,与离子源并联,可实现电流单次或多次快速转移、参数远程设定,有效用于强流离子束的引出和保护。选用DSP和CPLD电路技术实现低位与高位控制器。实验数据显示,该电源最大输出为200kW/1000A,纹波小于2％,开关上升下降时间达μs级。目前,该电源已安全运行3年,可靠性高,完全满足装置离子源及系统要求,也可应用于其它等离子体技术应用场合。     

Development of a Small-Aperture Slit System for a High Collimator Ratio at the Thermal Neutron Radiography Facility in JRR-3

A small-aperture slit system has been developed and installed to enhance the collimator ratio (“L/D”) of the thermal neutron radiography facility (TNRF) in JRR-3. The degree of unsharpness on neutron images is reduced by increasing the L/D. The small-aperture slit system increased the L/D by creating a small aperture size (“D”). Image sharpness improved when the aperture size was reduced to below 10mm by 10mm in the TNRF. On the other hand, there was almost no difference in unsharpness on images obtained above 10mm by 10mm in aperture size. These results indicate that an aperture size of less than 10mm by 10mm should be used for high-spatial-resolution imaging at the TNRF. The beam area of the small-aperture slits was relatively small in comparison with that of a conventional large collimator, though gradually increasing with increasing aperture size. Even with an aperture size of 5mm by 5 mm, the practical beam area for imaging examinations corresponded to around 25mm by 20 mm, which is enough area to carry out high-spatial-resolution imaging.