Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
Frequency modulation (FM)-to-amplitude modulation (AM) conversion is an important factor that affects the time–power curve of inertial confinement fusion (ICF) high-power laser facilities. This conversion can impact uniform compression and increase the risk of damage to optics. However, the dispersive grating used in the smoothing by spectral dispersion technology will introduce a temporal delay and can spatially smooth the target. The combined effect of the dispersive grating and the focusing lens is equivalent to a Gaussian low-pass filter, which is equivalent to 8 GHz bandwidth and can reduce the intensity modulation on the target to below 5% with 0.3 nm @ 3 GHz + 20 GHz spectrum phase modulation. The results play an important role in the testing and evaluating of the FM-to-AM on the final optics and the target, which is beneficial for comprehensively evaluating the load capacity of the facility and isentropic compression experiment for ICF.
dispersion grating frequency modulation-to-amplitude modulation conversion high-power laser facility inertial confinement fusion phase modulation High Power Laser Science and Engineering
2024, 12(1): 010000e9
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
精密高效的脉冲波形调控是大型激光装置满足惯性约束聚变实验需求的重要技术之一。脉冲波形生成原理是通过编辑任意波形发生器中每个子脉冲的电压值,经电光调制器转换为光脉冲强度形成任意形状的激光脉冲轮廓。在电光转换过程中,各子束响应过程并非线性且子束间存在个性差异。为实现此条件下精密高效的脉冲波形调控,制定并开发了基于闭环迭代思路的激光脉冲波形快速调控方法。实验结果表明,算法可在10 min内实现任意脉冲波形整形,并具备23∶1高对比度脉冲波形调控能力,调控精度均优于10% (rms),满足常规物理实验运行条件下对激光参数调控的精度和效率需求。
高功率激光装置 脉冲整形 迭代算法 high-power laser facility pulse shaping iterative algorithm 强激光与粒子束
2023, 35(8): 082001
强激光与粒子束
2023, 35(6): 061001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
在高功率激光装置冷冻靶系统中,靶架的细长悬臂梁结构对冷冻靶内部振源有着较大的振动响应,从而会影响装置的束靶耦合精度。针对该问题,研究了长悬臂梁的附加式减振结构,在不增加整体外形尺寸和质量的前提下,通过增加悬臂梁支撑点的方式增大结构比刚度,从而优化其振动响应特性。以美国国家点火装置(NIF)中的靶架作为研究设计主体,通过建立数学模型明确了响应函数的主要、次要影响参数;利用ANSYS有限元模拟的方法确定了重要工程参数的取值范围;通过自主搭建的实验台模拟了不同工况下的振源并对减振靶架进行测试,最佳方案中的振幅优化率为91.7%,冲击收敛时间优化率为77.1%,固有频率达到183 Hz,证明了所设计的减振结构对长悬臂梁的振动响应特性有较好的优化作用。
激光器 结构设计 振动控制 有限元法 参数优化 冷冻靶 高功率激光装置 中国激光
2023, 50(10): 1001003
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031011
强激光与粒子束
2021, 33(11): 111003
强激光与粒子束
2020, 32(6): 061002
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
惯性约束聚变高功率固体激光装置研制对大口径光学元件提出了全频段精度控制指标要求, 以及高效率、批量化制造需求。本文围绕“超精密、确定性”强激光光学元件全流程制造方法, 总结了近几年大口径强激光光学元件超精密制造技术取得的重要进展, 重点介绍了单点金刚石超精密切削技术、非球面超精密数控磨削技术、确定性抛光技术等一系列关键技术, 以及相关工艺及装备在强激光光学元件批量制造流程线中的应用情况。
高功率固体激光装置 大口径光学元件 光学超精密制造技术 确定性抛光 high-power laser facility large-aperture optics optical ultra-precision manufacturing technology deter-ministic polishing
强激光与粒子束
2020, 32(1): 011003
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 清华大学工程物理系, 北京 100084
3 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
X射线荧光成像技术具有局域探测能力,适合诊断复杂几何构型流体运动,在实验室天体物理、惯性约束聚变等高能量密度物理领域具有重要的应用前景。基于神光Ⅲ原型激光装置,开展了X射线荧光成像的原理验证实验。实验采用聚4-甲基-1-戊烯泡沫掺杂TiO2纳米颗粒为静态客体,以钒等离子体辐射为荧光泵浦源,以平晶谱仪为分光和成像设备,成功获得了钛原子K壳层荧光的一维空间分辨强度轮廓。基于荧光产生和平晶成像原理,对荧光信号强度进行了定量估算,结果表明,模拟和实测荧光强度轮廓符合较好。该工作可为X射线荧光成像技术在复杂几何构型流体实验中的应用提供参考。
X射线光学 X射线荧光成像 平晶谱仪 掺钛泡沫 高功率激光器