强激光与粒子束
2024, 36(1): 101004
中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理全国重点实验室,四川 绵阳 621900
短脉冲强激光驱动中子源具有微焦点、短脉宽、高注量率的特点,在创新研究和应用方面显示出独特潜力,得到了广泛关注。简要回顾了激光中子源的发展历史和现状,特别是超短脉冲激光驱动束靶中子源的最新研究进展。首先,介绍了激光中子源束流品质提升方面的研究工作。其中,产额提升是激光中子源研究以及实现相关应用的首要问题。当前的研究主要通过反应通道选择、离子加速优化等技术途径来实现激光中子源产额的提升。除了产额提升之外,人们还格外关注激光中子源的方向性提升,提出了削裂反应、逆反应动力学等新方案。其次,介绍了激光中子源参数的诊断方法与现状。通过对激光中子源能谱、角分布、脉宽和源尺寸等参数的精密表征,人们对激光中子源的特性有了更全面的了解,这有力支撑了其应用。最后,回顾了激光中子源目前已开展的应用演示实验。激光中子源适用于部分与传统中子源类似的应用场景,同时基于激光中子源超短脉冲、超高通量等新特性有望拓展出新的独特应用。
激光光学 激光离子加速 激光中子源 超短脉冲激光
1 国防科技大学理学院,湖南 长沙 410073
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,等离子体物理重点实验室,四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院研究生院,北京 100193
太赫兹波为高能量密度物质提供了独一无二的诊断手段,但在大型高能量密度装置上实现极端条件下物质状态的太赫兹时域光谱诊断技术仍面临巨大挑战。本文报道了在低重复频率、高能量激光装置上开展的光脉冲泵浦-太赫兹探测实验。利用钛宝石飞秒激光器输出焦耳量级的单发脉冲,单发脉冲经磷酸二氢钾倍频后加热30 nm厚自支撑金膜,产生均匀的温稠密金等离子体;同时,将大孔径铌酸锂晶片通过光整流产生的单脉冲能量为7 μJ的太赫兹脉冲作为探测光,利用金属阶梯镜实现了单发太赫兹波形探测,获得了温稠密金在太赫兹波段的时间分辨的电导率数据,为检验双温模型中电子-离子耦合系数等关键参数的准确性提供了新基准。
超快光学 太赫兹时域光谱 单发泵浦-探测 极端物态诊断 电导率 中国激光
2023, 50(17): 1714013
强激光与粒子束
2023, 35(7): 072001
强激光与粒子束
2022, 34(12): 122005
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心 等离子体物理重点实验室,四川 绵阳 621900
2 北京大学 物理学院,北京 100871
为了在百kJ高功率激光装置上建立D3He质子照相平台,采用一维辐射流体程序Helios-CR对D3He爆推靶质子产生进行了模拟,综合考虑多种因素给出在百千焦高功率激光装置上开展质子照相所需要的激光和靶球建议参数。结合激光装置现有条件,分析了在1015 W/cm2左右激光强度下D3He质子产额随靶球半径、激光强度、充气压力和SiO2球壳厚度等参数的变化规律,给出了靶球半径300 μm,内充D3He气体压强1.8 MPa,SiO2球壳厚度3.5 μm左右等优化参数,预计此条件下D3He质子产额可达109~1010。通过模拟得到的质子产额变化规律,为质子照相平台的正式建立和实验参数选取提供了参考。
直接驱动 爆推靶 单色质子源 direct drive implosion exploding pusher target monochromatic proton source 强激光与粒子束
2022, 34(12): 122003
强激光与粒子束
2022, 34(12): 122001
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心 等离子体物理重点实验室,四川 绵阳 621900
提出了一种基于混合像素探测器作为记录介质的用于激光聚变内爆D3He质子源能谱和产额测量的在线磁谱仪诊断系统。通过对探测器上特征团簇数目和能量的识别,结合诊断系统排布,可以快速获取激光聚变反应产生的D3He质子源的能谱和产额。在神光装置上对该诊断系统进行了测试。实验使用31束纳秒激光聚焦到靶丸上驱动聚变反应。靶丸内充有原子比1∶1的D2和3He的混合气体。在线磁谱仪诊断系统测量到了中心能量在14.6 MeV、半高全宽为2.1 MeV、产额约(2.3±0.13)×109的初级D3He质子能谱。该系统的建立可以实时给出D3He质子源能谱和产额信息,从而更加及时地指导实验的开展。
激光聚变 内爆 质子能谱 在线诊断 laser fusion implosion proton spectrum online diagnosis 强激光与粒子束
2022, 34(5): 052001
强激光与粒子束
2021, 33(9): 094004
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 等离子体重点实验室,四川 绵阳 621999
2 西南科技大学 极端条件物质特性联合实验室,四川 绵阳 621010
3 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088
动理学效应的研究是近年来激光惯性约束聚变领域的研究热点,有助于理解实验结果和传统流体模拟之间的偏差。间接驱动黑腔中等离子体的温度、密度跨越多个量级且靶丸组分复杂,在局域的高温低密度区域,粒子的非平衡效应开始变得显著,可能会间接影响内爆性能。对ICF领域动理学效应的概念和部分进展做了简要综述。
激光聚变 动理学效应 非平衡 laser fusion kinetic effect thermal non-equilibrium 强激光与粒子束
2021, 33(1): 012004