摘要：为完成神光Ⅲ原型装置20 kJ能源系统脉冲成形单元的研究设计,采用基于RLC串联谐振电路的临界阻尼特性对其进行了理论计算和仿真软件辅助验证并搭建了实际电路进行修正以确定最终放电参数。用这种方法,得到了神光Ⅲ原型装置20 kJ能源系统脉冲成形单元的设计参数。根据该参数建造出20套脉冲成形单元符合用户要求的结果证明该法可行。此方法可迅速完成棒状放大器脉冲成形单元的优化设计,也可供激光片状放大器脉冲成形单元设计参考。

摘要：为了测量更广能量范围的等离子体辐射的硬X射线轫致辐射光谱,以获得激光等离子体超热电子能谱的特性,基于柱面弯曲晶体的分光原理,提出了透射晶体谱仪。为满足实验中光源到谱仪距离不同的需要,设计了Johann型可调节透射晶体谱仪。谱仪中的会聚狭缝设计成可移动的,位置随着光源到谱仪距离的变化而改变。通过理论计算获得了会聚狭缝位置变量与光源距离变化之间的关系,得出小角度(小于0.2 rad)入射时能够保证入射光线经过晶体后近似会聚于一点,并对谱仪具体设计时遇到的一些问题,给出了初步的理论分析和看法。该谱仪中会聚狭缝的可调节解除了谱仪到光源距离固定的限制;前端晶体的可更换,也增加了谱仪测量的灵活性。

摘要：在直接驱动惯性约束聚变中,实现靶丸均匀辐照对靶丸压缩特性至关重要,通常要求靶丸表面辐照不均匀度小于1%.现有很多优化高功率激光装置均匀辐照性能的光束排布方案,但受到实际入射光束参量的限制,系统均匀辐照性能难以实现最优化.由于初始辐照不均匀度对靶丸对称压缩特性至关重要,为进一步提高靶丸初始辐照的均匀性,并增加系统对打靶过程中由于靶丸直径变化引起的辐照不均匀的宽容度,从而实现靶丸的中心对称压缩,本文对靶丸表面光束的辐照不均匀度进行了数学分析,并研究了不同入射光束参量下的单光束因子项及其对靶丸均匀辐照的影响.结果表明:对于已知的光束排布结构,存在最优的入射光束参量,使辐照均匀度最高.证明了通过优化入射光束参量提高系统均匀辐照性能的可行性.此外,研究表明单光束因子项与几何因子项存在一定的匹配关系,可通过分析几何因子项的特征,求取与之匹配的单光束因子项,进而获得最优的入射光束参量.本工作为直接驱动靶丸均匀辐照系统的设计和优化提供了一种有效的方法.

摘要：大型高功率固体激光装置通常要求总的打靶精度为几十微米,这对结构的稳定性设计提出了很高的要求。本文以一大型激光装置为背景,以关键光机系统为例进行稳定性设计。通过采用钢筋混凝土建筑结构、一体化结构和桁架结构、隔离振动源增加结构刚度等方式减小光机结构对环境振动的响应,提高结构的稳定性。然后,应用有限元理论对关键光学元件及其支撑结构的稳定性进行分析,以验证光机结构设计的合理性。分析结果显示,该系统中腔镜的最大转角为0.14μrad,注入系统角漂元件的最大转角为0.423μrad,光束切换模块反射镜的最大转角为0.394μrad。计算结果表明:设计的结构合理可行,关键光学元件均满足稳定性设计指标的要求,且裕度系数>1.5。

摘要：晶体拼接技术能够解决光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)过程中非线性晶体口径受限问题,从而有效地提高放大器的输出能力。晶体加工误差补偿是晶体拼接要解决的核心问题之一。对拼接晶体加工误差对光束质量的影响进行了分析,设计了拼接晶体加工误差补偿方案,设计并加工完成拼接晶体加工误差补偿能动反射镜。通过实验验证了拼接晶体加工误差补偿方案的可行性和稳定性,同时证明了该系统满足晶体拼接要求。

摘要：成像型任意反射面速度干涉仪(VISAR)是激光驱动聚变实验中诊断冲击波速度的重要设备,能对在透明聚变材料中传播的冲击波进行速度测量。介绍了在已有的神光Ⅲ原型装置的VISAR系统基础上进行改进获得的30倍成像型VISAR系统。详细阐述了其光学系统的构成和部分光学元件参数,综合考虑已有VISAR系统存在的一些问题,对系统光路进行了重新设计,放大倍率适合光学条纹相机的记录长度,设计结果表明空间分辨率优于5μm,照明均匀,结构简洁易于加工安装,较以往系统有所提高。

摘要：用于高功率惯性约束聚变(ICF)激光驱动器的大口径电光开关均采用等离子体电极泡克耳斯盒。与传统的等离子体电极电光开关原理不同,单脉冲过程驱动电光开关没有独立的大电流等离子体发生单元,而只是通过具有较高幅值的正负开关脉冲完成对大口径电光开关的驱动。介绍单脉冲过程驱动等离子体电极泡克耳斯盒电光开关的设计,并建立280 mm×280 mm口径电光开关实验平台,利用连续激光器测试了电光开关特性,实验测得该电光开关中心处开关效率为99.3%,开关上升时间为90 ns。

摘要：提出了一种采用球面弯晶聚焦结构获得高亮度桌面型单能X射线的方法。在子午方向利用晶体色散实现单能、在弧矢方向通过球面镜聚焦提高光强。理论建模和光学仿真评估了该结构的色散和聚焦性能,验证了球面弯晶聚焦结构相对于柱面弯晶在聚焦特性上的显著优势。针对Al靶Kα1线单能需求,设计和装调了基于低功率Al靶X射线管的单能装置,并实验验证了其性能。结果显示,当X射线管工作在7 W功率条件下,CCD曝光10 min,Al靶Kα1线全视场光谱的探测器计数大于2×105,能谱展宽约为0.592 eV;引入200μm限束光阑,能谱展宽进一步减小至0.493 eV,探测器计数约为2×104。研究结果证实了该装置可以有效获得高亮度Al靶Kα1谱线,也为精确测量光学器件和系统的光谱特性提供了一种新的获得高亮度单能X射线的技术途径。

摘要：在设计可用于测量质子、α粒子以及其他重带电离子能谱的Thomson谱仪的过程中,研究了带电离子在谱仪电场和磁场作用下的运动轨迹,开发了相应的计算机辅助设计软件。CR39固体径迹探测器作为离子记录介质,离子径迹在记录面呈现抛物线带状分布,研究了由抛物线带状分布回推离子能谱的数据处理方法。

摘要：采用Rugate膜系理论,分别根据钛宝石和钕玻璃介质增益窄化的特点,合理选择补偿增益窄化的调制函数,优化设计出了分别用于补偿钛宝石系统和钕玻璃系统增益窄化效应的Rugate滤波器.由普通均匀多层膜的特征矩阵方法近似分析了设计出的Rugate滤波器的光谱响应,数值模拟了Rugate滤波器的光谱补偿效果.结果显示,能比较好的符合光谱补偿的要求,可以用作补偿增益窄化效应的光谱调制滤波器.