太赫兹科学与电子信息学报, 2016, 14 (6): 905, 网络出版: 2017-01-23   

神光-Ⅲ原型高功率激光装置电磁脉冲辐射

Investigation of electromagnetic pulse emission from Shenguang high power laser facilities
作者单位
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川绵阳 621999
2 电子科技大学能源科学与工程学院, 四川成都 611731
摘要
实验测量了神光 -III原型装置上脉冲强激光与金属靶相互作用产生的电脉冲辐射, 电脉冲峰值梯度为 3 kV/m, 频谱范围大约在 50 MHz~2 GHz, 在 160 MHz等处有明显的特征峰, 信号持续时间大约 60 ns。本文研究表明电偶极辐射是打靶过程产生电磁脉冲信号的来源之一, 由理论模型计算得到频率为 160 MHz的特征峰, 并计算出探测点电场脉冲峰值梯度约为 2 kV/m, 辐射总功率约 105 W, 能量转换率约 10-6, 辐射功率近似正比于激光能量的 4/3次方, 可见激光能量越大, 功率密度越高, 电脉冲的辐射强度越大。大型激光装置上的激光与靶作用产生的电磁脉冲测量, 对大型激光装置产生的电磁辐射的防护有重要指导作用, 在等离子体诊断等领域也有潜在应用价值。
Abstract
Electromagnetic pulse emission of Shenguang-III prototype laser facilities from pulse-laser-irradiated metallic target is evaluated by using B-dot. An electric signal lasting for about 60 ns is detected in the experiment, with radiated field up to 3 kV/m and frequency bins for 0.1 GHz-2 GHz which has an obvious peak at 160 MHz. The results demonstrate that the model of dipole radiation is one of the major mechanisms of electromagnetic pulse emission from laser-target interaction. The dipole radiation model can produce about 105 W, 160 MHz central frequency electromagnetic pulse with an energy conversion efficiency of 10-6 according to the calculation, and the electric field of antenna position is about 2 kV/m. This experiment evaluates the electromagnetic pulse emission from pulse-laser-irradiated metallic target on Shenguang-III prototype laser facilities, which is of great significance for shielding electromagnetic disturbance of diagnostics on large laser facilities. Moreover, investigation of electromagnetic pulse emission may have many potential applications.

杨为明, 王传珂, 易涛, 李廷帅, 高崇信, 王锐, 张健, 王保清, 刘慎业, 丁永坤, 江少恩. 神光-Ⅲ原型高功率激光装置电磁脉冲辐射[J]. 太赫兹科学与电子信息学报, 2016, 14(6): 905. YANG Weiming, WANG Chuanke, YI Tao, LI Tingshuai, GAO Chongxin, WANG Rui, ZHANG Jian, WANG Baoqing, LIU Shenye, DING Yongkun, JIANG Shaoen. Investigation of electromagnetic pulse emission from Shenguang high power laser facilities[J]. Journal of terahertz science and electronic information technology, 2016, 14(6): 905.

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