神光III原型装置计算机集中控制系统数据库设计

神光III原型装置,采用两级数据库设计,包括总控和服务FEP及分控服务FEP。数据库同步方案包含系统公用表及各类基础表同步、试验数据表同步及采用联机分布式事务管理约束对参数表同步。并以方案为中心进行试验,其参数录入、数据采集、存储、分析遵循程序运行及管理流程。方案的优化过程需要操作人员的介入。

高功率激光装置集中控制系统软件架构研究

神光Ⅲ原型装置集中控制系统控制系统是目前国内最大的高功率激光装置的计算机控制系统,系统是由十多个具有不同控制功能子系统集成的大型计算机控制系统,采用分布式软件技术及C/S控制模式实现子系统设备的有效控制及信息数据的实时传输,采用中间件CORBA技术实现网络通讯的平台及地域无关性。

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原型装置靶室电磁干扰测量与分析

为研究电磁干扰对诊断设备的影响,提出了利用天线进行靶室内外强电磁干扰测量的方法,研制了适应于神光Ⅲ原型装置靶室的天线测试系统。测试系统测量频谱范围100MHz^1.25GHz,并对靶室内外打靶时刻的电场进行初步测试。测量结果表明距靶室中心550 mm处电场干扰峰值强度达到26019V/m,靶室外距靶室中心2200 mm处峰值强度为978V/m。通过实验研究,提出用于该激光装置的电子学物理诊断设备设计时需具备的屏蔽性能要求。

基于神光Ⅲ原型装置的成像型任意反射面速度干涉仪

介绍了基于神光Ⅲ原型装置的成像型任意反射面速度干涉仪(VISAR)的系统结构和实验结果,详细阐述了为解决VISAR系统的光路对接调试、干涉仪零程差状态保持、探针激光方式、条纹相机触发时间等问题而采取的特殊手段。对系统性能进行了测试,结果表明:时间分辨力优于30 ps,空间分辨力优于10μm,测速范围为10～50 km.s-1。通过神光Ⅲ原型装置进行打靶实验,结果表明:该系统能获得透明材料中冲击波作用形成的清晰干涉条纹,能依据条纹分布情况来判断冲击波在空间不同位置的作用情况。对双灵敏度结构获得的两幅条纹图像进行处理,计算得到了冲击波在透明材料中的传播速度为36.5 km.s-1。

神光Ⅲ原型装置直接驱动均匀辐照设计及在快点火中的潜在应用

研究了基于间接驱动设计的神光Ⅲ原型装置在直接驱动方式下提供的辐照均匀程度,在考虑激光瞄准偏差以及激光束间能量偏差的情况下,通过优化激光光斑内部光强分布实现了球靶表面较高程度的均匀辐照。研究表明光强均方根随激光偏差的减小而降低。在优化结果基础上,分析了优化光强与实际光强的联系,指出可通过同步放缩具有长度量纲的量调整靶球表面平均光强,为后续靶设计提供了依据。最后,研究了优化结果在直接驱动快点火技术途径下的应用,分析了导引锥对激光传输的影响,表明当导引锥位于靶球两极方向,并且半锥角小于30°时,导引锥对锥外部靶球表面的光强分布影响较小,优化结果亦可应用于直接驱动快点火。

神光Ⅲ原型装置能源模块150路放电电流异常性检测方法

为了快速判断神光Ⅲ原型装置能源模块150路放电电流的异常性,采用MATLAB小波工具箱提供的一维离散小波变换的分解函数编程和自创的逐点比较算法相结合,对波形异常情况进行判断。经工程应用,该法切实可行,缩短了神光III原型装置故障判断所消耗的时间,为主机装置中千余路波形的快速判断奠定了基础。

神光Ⅲ原型装置激光性能模拟分析系统

神光Ⅲ原型装置（TIL）的成功运行需要每路光束精确输出能够满足打靶要求的能量和脉冲波形。由于每路放大器增益和光学元件的系统差异，每路到达靶点的能量和脉冲波形特性会产生差异，为了准确预测满足打靶要求的输入条件，可以通过模拟发射来预估需要的能量和波形，以及系统运行的安全状态等。

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Ⅲ主机装置真空靶室组件研制

针对神光Ⅲ主机装置真空靶室系统横向刚度较弱、必须进行现场精密加工和安装等研制中的技术难题,对真空靶室组件的结构和整体加工工艺进行了设计。结合靶场总体稳定性设计思路,设计了垂直支撑结构和能提供摩擦阻尼耗能的横向支撑结构,并对壁厚进行了优化设计。通过使用开孔器、六维调节结构和激光跟踪仪,设计修配调整垫等,解决了现场精密加工问题,实现了靶室与靶场基准体系的精密对接。计算结果表明,48束打靶透镜平均平动位移均方根值为2.8μm。建成后,靶室中心高度偏差为±0.12mm,水平偏差达到±0.18mm,各重要联接法兰对心偏差达到0.35～0.40mm。

原型装置真空系统光学元件的污染过程及控制

神光Ⅲ原型装置运行过程中空间滤波器和终端光学组件保持在10^-3Pa的真空条件下，其中使用的各种润滑脂和密封圈中的有机物饱和蒸气压浓度和自由程增大，造成膜层污染。光学元件表面膜层在污染后性能退化，对装置激光通量、能量效率、运行稳定性和可靠性均会产生严重影响。

基于CORBA的三层C/S模式分布式控制系统

神光Ⅲ原型装置集中控制系统是一个由十多个具有不同控制功能子系统集成的大型分布式计算机控制系统,被控设备类型复杂,控制点众多,控制要求高,需要对信息与资源共享、控制系统与物理环境协调一致等问题进行优化设计;为了增加服务端程序的可移植性、可维护性,减轻客户端的开发难度,对传统的两层C/S模式进行层次重构,采用分布式软件技术及3层C/S控制模式能够实现子系统设备的有效控制及信息数据的实时传输,采用中间件CORBA技术能实现网络通讯的平台及地域无关性;实践表明,CORBA及多层C/S控制模式的分布式软件控制系统是神光Ⅲ原型装置理想的软件控制方案。

用于激光打靶装置中的新型同步系统的研究

一种用于多路激光打靶装置中的新型智能化数字同步机已经研制成功 ,它将模拟延时电路和数字延时电路巧妙结合在一起 ,使得最大延时范围达到 1 s,触发晃动小于 1 ns,步进精度 5

神光-Ⅲ原型装置系统可靠性评价指标

从不同的侧面给出神光-Ⅲ原型装置可靠性各种定量描述,以方便开展原型装置可靠性设计、分析、鉴定、验收与评定工作,从而为神光-Ⅲ工程可靠性的设计、分析与评价提供依据。在阐述原型装置指标体系建立原则的基础上,首先给出了原型装置故障和可靠性的定义,然后讨论了原型装置可靠度、平均寿命、工作寿命、维修度、平均维修时间、最大修复时间、首翻期、可用度等原型装置可靠性指标的概念和评价方法。

激光武器“神光Ⅲ”又有新发展

2008年1月26号．“神光Ⅲ原型装置”关键系统之一“靶场光电及控制系统”顺利通过由中国工程物理研究院激光聚变研究中心在四川绵阳组织的验收。验收专家组一致认为，该项目组通过采用“基于高分辨率共轭式靶面传感器的靶定位与多光束弹着点精确引导与任意调控技术、基于先进机器人的自动换靶技术以及以打靶流程为牵引的靶场光机电集中控制等一系列先进的靶场综合控制技术”。实现了光束引导闭环化、打靶流程程序化、数据管理自动化，具备了开展物理实验的能力。通过原型装置2年试运行以及2轮物理实验考核．其主要性能和技术指标达到外协任务书和合同书要求，一致同意项目通过验收。

激光聚变主放大器能源系统述评

评述了激光聚变主放大器能源系统的演变过程。在简要评述传统能源系统的基础上,重点指出目前正朝向建立大型的能源组件实现模块化的方向发展,以减少系统元件数目,降低造价。结合NIF和神光Ⅲ原型能源模块的设计思路,述评了减少元件数目、降低造价、建造大型储能模块,以及采用大容量转换开关所带来的技术挑战和解决办法。同时指出开展能源单元技术(包括性能、风险、价格)研究是十分必要的。

神光Ⅲ原型装置主放大器剩余热畸变模拟研究

给出了神光Ⅲ原型装置主放大器系统的热畸变模型 ,该模型包括三个模块 :热传输模块、热弹性力学模块、光学模块。利用该模型对原型装置的剩余热波前畸变进行了研究。初步结果表明 ,通过优化的冷却方案 ,可以在装置预定的运行周期内将激光工作介质内的温度梯度和总体平均温度冷却到可以接受的水平 ,剩余热波前畸变满足设计要求。

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%。

神光-Ⅲ原型装置两极驱动的均匀照明研究

梳理了两极驱动的研究思路和神光-Ⅲ原型装置两极驱动的研究内容;提出了针对靶丸表面均匀照明设计的光束近似原则,基于该原则建立了"逐次递进"的方法,优化设计了不同条件下靶丸表面均匀照明的激光条件,并对设计方法进行了数值模拟分析,设计内容在神光一III原型装置上进行了初步的实验验证,结果进一步支持了靶丸表面均匀照明设计的合理性,研究结果为后续的实验设计和理论研究提供了指导方向。