摘要：整形激光直接驱动准等熵压缩实验技术对新材料科学、冲击波物理、地球物理学研究等领域有重要意义.设计特定的实验条件,可以将材料压缩到冲击压缩和等熵压缩都无法达到的状态,从而为材料研究提供新的技术途径.介绍了在神光III原型装置上开展的直接驱动准等熵压缩实验,对理论基础、实验靶型、实验结果、关键技术、实验特点和数据都进行了较详细的分析.通过实验和相应的数据处理程序,获得了加载面上压力超过400 GPa的数据,这是目前国际上用激光直接驱动的方式获得的Al材料中最高的压力.同时,对经过Li F窗口获得的表观粒子速度与真实粒子速度的关系进行了分析,获得了一条对表观粒子速度进行动态修正的曲线,从而使粒子速度的计算更加准确.对实验的改进方向进行了比较明确的分析.所提供的数据和分析过程对该领域的研究人员有一定的参考价值.

摘要：随着惯性约束聚变研究的深入发展,对高精密诊断设备的要求越来越高,基于半导体材料的光致折射率变化这一特性,对新型高时间分辨的全光扫描技术进行了深入研究。重点介绍了影响光扫描模块偏转特性的两大关键技术,即光扫描模块的设计以及泵浦光与信号光时间同步。通过分解实验开展验证性研究,结果表明:通过前期设计制作的光扫描模块可较好地应用于实验中,在一定范围内,泵浦光功率密度越大信号光的偏转也就越大。同时,时间同步对信号光的偏转程度影响也较大,即高时间同步关系也决定了光扫描装置的时间分辨率。

摘要：在惯性约束聚变(ICF)研究中,为了更好地对点火前分解实验的精密时间过程进行高精度的测量,提出一种新型的高时间分辨的光扫描装置。该装置根据光生载流子效应、波导传输和棱镜色散原理,采用全光学元件避免了空间电荷效应的影响。同时,瞄准1ps的时间分辨能力,对该装置的关键部件光扫描模块进行了计算设计与模拟分析,通过光路仿真进行验证。结果表明该扫描装置能够使信号光发生偏转效应得到时间-空间转换,进而为下一步的模块制作和实验研究提供良好的理论依据。

摘要：针对惯性约束聚变研究中高时间分辨测量的需求,详细分析并设计了一种新型的高时间分辨的全光扫描装置。该装置根据光生载流子效应、波导传输和棱镜色散原理,采用全光学元件,实现了全光器件的类条纹相机扫描功能。设计制作了具有棱镜结构和光偏转功能的全光扫描模块。以1053nm激光为传输光,527nm激光为泵浦光,完成了脉宽为8ps的脉冲激光信号作用下的光偏转实验。从技术上验证了全光扫描技术的可行性。

摘要：在使用任意反射面速度干涉仪(VISAR)测量运动表面速度的过程中,利用双灵敏度方法可以获得唯一的速度。由于双灵敏度方法对速度的判断需要人为干预,所以就会出现速度的非唯一性问题。在成像型VISAR中,由于散斑和条纹质量下降等问题,该现象更加严重。提出了一种可进行自校准判断的靶型,可以在获得冲击波速度的同时获得唯一冲击波速度,从而改进了双灵敏度方法。通过积分速度曲线的面积,获得运动表面所经历的距离。比较几组相近速度曲线的积分值与已知样品的厚度,可以获得准确的冲击波速度历史曲线图。同时该方法也是一种从实验上验证VISAR系统不确定度的方法,与理论上的评估结果相互吻合,证明了该方法的正确性。这种改进的双灵敏度测速方法和不确定度评估方法,可为未来的VISAR诊断精密化发展提供技术思路。

摘要：近背向散射光诊断系统的建立对于精密测量近背向散射光能量份额具有重要意义,它为惯性约束聚变物理实验激光能量与靶耦合效率参数提供了重要的数据支撑。介绍了神光Ⅲ原型装置的近背向散射光诊断系统,包括其主要功能、技术要求、光学设计与机械设计要点。该诊断系统以离轴椭球镜及靶室外的光学传递组为核心元件,具有灵活可靠的支撑和调节结构。在原型装置上使用该系统进行了打靶试验考核,结果表明该系统能进行稳定测量,数据结果符合预期。

摘要：开发了神光III主机装置上的背向散射诊断技术。采用非球面金属镜配空间滤波器的方式将倍频晶体返回的杂散光滤除,采用矩形小孔将楔形打靶透镜带来的宽光谱色散影响消除,采用大光斑配白光标定的方式获得整个背向散射系统的谱透射率,最终可实现定量化的背向散射光能量诊断。通过适当的光路设计,可实现背向散射受激布里渊散射光(SBS)和受激拉曼散射光(SRS)的光谱和时间过程测量。通过已有的实验数据可知,该技术已经初步具备了这方面的能力。

摘要：基于神光Ⅲ原型激光装置上建成的近背向散射诊断系统,设计了一种可探测近背向散射能量空间分布的时间过程的采集方法,并通过静态实验对该方法的可行性进行了验证。结果表明:通过一维转二维传像束,将二维图像记录成一维信息,然后通过数据后处理还原成二维图像信息的方法可以实现能量空间分布的时间分辨测量。将该方法用于近背向散射光诊断系统,可以得到近背向散射光能量空间分布随时间变化的信息,为深入分析激光等离子体相互作用实验中近背向散射光构成及变化过程提供重要数据。

摘要：主动式冲击波双灵敏度精密诊断技术是惯性约束聚变物理实验精密化的关键技术之一，其主要功能是精密诊断惯性约束聚变中多个整形脉冲产生的冲击波加载、追赶的速度历程。对基于神光Ⅲ原型的成像型速度干涉仪技术进行了较全面的介绍。主要包括具有快速自校准能力的高分辨成像技术，束靶耦合物理对象分析与靶型设计技术，高置信度图像提取处理技术等关键技术。该系统空间分辨达到5μm、时间分辨10～30ps、测速不确定度小于2％，可对透明介质材料中的多次冲击过程进行连续测量。

摘要：在冲击波过程中,利用成像型速度干涉仪探测样品自由面的速度时,散斑的叠加使得干涉曲线被严重干扰,影响了速度信息的精密提取。在理论上从光路的角度分析了系统中可能造成散斑的两种因素:靶面粗糙度和多模光纤。在实验上设计了三种照明方式分别对这两种因素进行验证。离线实验的结果表明,多模光纤的引入对散斑的产生起了主要的作用,这对抑制乃至遏制散斑的产生具有很好的指导性意义。