中国的神光——神光Ⅱ高功率激光实验装置

惯性约束聚变(ICF)研究的长远目标,是实现可控核聚变,为人类提供理想的能源。神光Ⅱ高功率激光装置是由中国科学院、中国工程物理研究院、国家高技术863计划支持的大科学工程项目。该装置是目前我国规模最大、国际上为数不多的高性能高功率固体激光装置,是我国中近期惯性约束聚变重要实验平台。

利用"神光-Ⅱ"激光装置多路光束叠加直接驱动下的冲击波平面性及稳定性

利用"神光 Ⅱ"的3路基频光输出及小透镜列阵束匀滑技术,通过优化设计和合理地选择光路组合,实现了多路叠加斜入射的驱动激光,在靶材料中产生一个650～750μm范围内平面性良好的冲击波,有效地提高了"神光 Ⅱ"输出光束的利用率。同时,利用斜面靶进行的冲击稳定性实验表明,在靶面功率密度分别为3.26×1014及2.56×1014W/cm2时,冲击波至少在28.38～55.82和22.13～35.07μm的Al样品厚度内是稳定传播的。

高功率激光领域的新进展——“神光”装置及其物理实验成果

近30年来,高功率激光伴随着激光聚变研究的兴起而迅速发展,在某发展过程中又不断开拓出新的物理应用。目前最活跃的领域有:惯性约束聚变、X光激光和强场物理等。

8路神光Ⅱ装置在基频和三倍频条件下工作研究进展(英文)

简要描述在神光 装置上进行的部分物理实验 ,为神光 激光装置提供光学性能指标。神光 激光装置已经能在三倍频、外转换效率高于 6 0 %的条件下常规输出三倍频能量。穿孔实验表明 ,蓝光 (3ω0 )的光束质量 ,特别是远场旁瓣分布质量 ,甚至于要好于红光 (1ω0 光 )。用 10 0 ps脉冲宽度的红光输出打爆推内爆的氘氚球靶 ,获得单发最高中子产额 4× 10 9个。基频线聚焦打靶 ,获得类 Ni银 X光激光饱和输出 ,并成功应用于激光等离子体密度测量 ,观测到莫尔条纹移动。

高功率固体激光驱动器的优化设计

扼要介绍了高功率固体激光系统物理设计中的一些基本概念 ,并阐述了系统优化设计的主要方法。针对神光 原型装置的物理设计 ,提出了其能流分布设计优化的判据和设计的限制条件 ,给出了原型装置主放大级的初步优化设计结果。

神光Ⅱ第九路高通量三倍频实验

作为神光Ⅱ高功率激光装置多功能探针光束的第九路，已于2005年投入物理实验打靶使用，除了较好地完成了试运行任务外，还首次开展了高通量三倍频输出的实验研究工作。

上海光机所高功率激光器取得突破

日前，从中科院上海光学精密机械研究所传出消息，我国至今运行规模最大的高功率激光装置“神光Ⅱ”的研究取得最新进展，其精密化技术研究项目历经多年攻关，已通过国家鉴定验收。

类镍-银X射线激光及其应用实验研究

在神光 II激光装置上进行了类镍 -银 X射线激光及其作为探针测量等离子体电子密度的实验研究 ,获得了类镍 -银 X射线激光饱和输出 。

神光Ⅲ原型装置中鬼像的近轴计算与分析

针对神光Ⅲ原型装置,提出了一种在复杂的光学系统中进行鬼像分析的有效方法。该方法的特点在于结合了近轴光线追迹法和二叉树的数据存储结构,能对整个神光Ⅲ原型装置中可能产生的1至多阶(最高6阶)鬼像进行全面的分析,且耗费时间较短。通过分析找出了神光Ⅲ原型装置中鬼像能量较集中的几个光学表面,它们分别是:泡克尔斯盒中一个开关的前后表面,经过主放大级后的垂直反射镜面和折返系统末端的一块透镜的后表面等,这些结果都将为设计阶段排除高能量鬼像对系统元件可能造成的损伤提供有力的参考。

神光Ⅲ装置电磁脉冲测量

针对神光Ⅲ装置电磁脉冲辐射的特点,结合装置靶场特殊试验环境,设计了电磁脉冲辐射测量装置,能够捕获试验中产生的高功率超宽带瞬态电磁脉冲信号,为评估装置电磁辐射环境和开展电磁兼容研究提供了手段。

开拓创新 持续发展中的神光装置

高功率激光物理国家实验室是中国科学院和中国工程物理研究院合办的跨部门的科学技术研究实体。实验室主要从事高功率激光实验装置的工程研制，开展高功率激光物理和技术的研究；保障激光装置高质量运行．并开展激光等离子体物理研究。

离轴高功率双程放大系统中小信号增益系数与泵浦能密度关系研究

描述了在多程放大装置上首先实现了高功率、大口径、方光束的双程离轴放大。对由 8片N31 玻璃片组成的放大器的增益特性做了测试。在充电电压为 2 2 k V、泵浦能密度为 1 0 .2 4 J/ cm3时 ,小信号增益系数为 4 .0 8% cm- 1 。

神光Ⅱ高功率激光系统中鬼像的计算与分析

对神光Ⅱ高功率像传递激光传输系统中可能产生的鬼像进行了计算与分析 ,对系统中可能被鬼像损伤位置上的光学件作了重整安排。

神光Ⅲ原型装置实现8束基频光出光

由中国工程物理研究院激光聚变研究中心承建的神光Ⅲ原型装置是我国用于激光惯性约束聚变研究的新一代高功率固体激光驱动器。经过近半年的努力，原型装置各系统的联机调试已经基本结束，目前顺利实现了8束基频光出光的阶段目标，靶场系统集成安装也取得重要进展，已经进入联合调试阶段。

神光装置φ200mm口径KDP晶体高功率倍频激光系统

报道了φ２００ｍｍ口径ＫＤＰ晶体高功率倍频激光系统的研制结果，并实现了神光装置信频激光打靶。五十枪次全口径打靶实验表明，倍频激光系统性能稳定。实验中，当入射基频激光强度大于１．５ＧＷ／ｃｍ２，倍频器的外部转换效率保持在６０％以上。最大入射基频激光能量为３５７．８Ｊ时，输出倍频激光能量为２２３．４Ｊ，倍频转换效率为６５．６％。

高功率激光装置中的鬼点反射分析

介绍了高功率激光装置中的鬼点反射及其带来的破坏影响 ,分析并计算了神光 Ⅱ装置中主放大器部分的鬼点反射 ,给出了避开鬼点反射损伤的方法。

神光-Ⅲ原型装置初步的激光脉冲整形实验

针对物理实验要求的三台阶整形脉冲(脉冲宽度比为1.5 ns:1ns:0.5 ns,幅度比为1:4:16),在神光-Ⅲ原型(TIL)装置上开展了脉冲时间波形整形实验研究。首先,针对发射目标利用激光性能仿真模型预测注入激光系统的激光能量和脉冲波形。然后,在脉冲整形后进行不同功率的激光发射对脉冲波形进一步修正:利用实验测量的频率转换效率修正各光束1ω能量和1ω脉冲波形;通过拟合实验测量的能量数据修正注入激光能量;通过增益-通量曲线修正注入激光脉冲波形。最后,将各束注入脉冲波形再次折中作为脉冲波形调整的最终依据。实验结果表明,对靶面要求的3ω-3 ns-0.5 kJ(单束)的三台阶整形脉冲,8束脉冲波形与要求比较一致;三个台阶的束间瞬时均方根功率不平衡分别约为30%,10%和5%。

N_(31)型磷酸盐钕玻璃在神光-Ⅱ实验装置中的应用

神光 Ⅱ实验装置经过一段时间的改进 ,特别是在光束质量方面的提高 ,填充因子已经达到 5 0 %左右 ,光束的空间分布比较均匀 ,又使用新的N3 1型磷酸盐钕玻璃 ,荧光寿命从 2 5 0 μs提高到 330 μs,使其增益能力大大地提高 ,6片N3 1型磷酸盐钕玻璃片与厚度相同的 8片N2 1老型磷酸盐钕玻璃片相比 ,增益增加约 10