“神光-Ⅲ”主机装置的自适应光学波前校正系统

本文介绍了为"神光-Ⅲ"主机装置研制的五十套工程化自适应光学系统,包括系统技术方案,基于可拆卸技术的大口径变形镜和具有自动对准功能的哈特曼波前传感器两主要部件的性能,测量并分析了波前特性,系统校正结果表明:自适应光学系统改善了主机装置的光束质量,满足10倍衍射极限范围内激光能量大于95%的指标要求,确保"神光-Ⅲ"主机装置激光在主放大系统内的传输顺畅。

神光-Ⅲ 3ω光路自动准直系统设计

基于闭环反馈控制理论,对神光-Ⅲ3光源自动准直系统进行设计,分析系统的工作原理、控制算法和软件控制流程。对准直过程中电动控制对于控制结果影响的变化规律建立了数学模型,旨在克服俯仰和方位相互联动对准直精度的影响。采用二维镜架自动准直方案,使准直偏差在预定调整范围内不断收敛。神光-Ⅲ调试现场的准直结果证明:该自动准直系统达到了设计要求,即自动准直系统在半小时内完成8路光束的光束准直,其角度误差≤5.0%/空间滤波器小孔直径,平移误差≤1.0%(光束近场直径精度)。

神光-Ⅲ主机装置MJ级能源系统研制现状

介绍了神光-Ⅲ主机装置能源系统的功能要求、组成结构和设计方法,以及关键单元器件的功能要求和设计方法。该系统是片状放大器系统的重要组成部分,由6个束组共108套最大储能为1.2 MJ的能源模块组成,总储能达到110 MJ(最大130 MJ)。每套模块产生一个脉宽610μs(10%峰值)的电流脉冲,驱动10组、共20支氙灯,为片状放大器提供泵浦能量,峰值电流为0.25 MA。目前投入试运行的36套能源模块的各项电气性能指标满足设计要求,能确保片状放大器小信号增益系数达到5.0%/cm,为片状放大器提供足够的泵浦能量,满足激光器的能量需求。

神光-Ⅲ主机X光双通道单分幅成像系统研制

根据神光-Ⅲ激光器的运作方式和靶室结构,成功研制出用于神光-Ⅲ激光器装置的 X光双通道单分幅相机系统。该相机系统主要由针孔成像组件、MCP 选通技术型分幅相机和科学型可见光 CCD三部分组成,同时系统具有线下瞄准、线上三维调节的功能。系统中针孔直径为10μm,放大倍率为5,分幅相机单画幅宽度13 mm,长度36 mm,曝光时间0.5~10.0 ns可调。在神光-Ⅲ主机装置上成功完成了对此系统的性能考核,结果表明,该系统完全能够应用于神光-Ⅲ装置上,而且与传统方式上的针孔成像组件配接 X光 CCD组成的成像系统相比,具有更好的信噪比和空间分辨。

神光-Ⅲ主机黑腔腔形研究与设计

利用三维视角因子软件IRAD3D研究了神光-Ⅲ主机靶丸表面辐射驱动时变对称性和驱动强度随黑腔腔形和排布方式的变化.模拟结果表明：采用椭球形黑腔能显著减小黑腔壁面积从而减小腔壁能量消耗并提高靶丸消耗份额;不同腔形和排布方式下均可通过调节腔长使勒让德不对称性模P2时间积分量较小;采用双环辐照和椭球腔形都利于缩短腔长;四环排布利于调节P4分量,但环向不对称性M4较差;椭球腔双环排布能兼顾极向不对称性P2,P4和环向不对称性M4,且靶丸表面X光驱动强度相对柱腔双环提高25％～27％.

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。

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。

基于神光-Ⅲ激光装置的大科学工程项目整合管理研究

基于神光-Ⅲ激光装置建设项目的工程实践,系统解析了大科学工程项目的特殊整合管理过程,其在建设流程不同阶段的整合管理工作,始终呈现项目总体性特征的管理构思,牵动并影响项目全局。为我国兆焦耳级激光装置工程建设提供借鉴。

神光-Ⅲ激光装置建设项目质量目标管理实践

针对神光-Ⅲ激光装置建设项目面临众多不确定因素与工程质量管理控制节点繁多等困难,应用质量目标管理理论,提出将质量总目标分层分级,逐层分解为过程质量目标,通过控制过程质量目标最终实现项目质量总目标的方法。该方法有效应用于神光-Ⅲ项目管理实践中,进一步提高了项目的质量管理水平,提升了质量管理效率。同时,相关策略和方法对其他大科学工程项目质量管理也具有一定的参考价值和借鉴意义。

神光-Ⅲ项目风险管理过程与分析方法研究

针对神光-Ⅲ项目系列大型固体激光装置的特点，结合此类大型科学工程项目风险管理的探索和经验，围绕风险管理过程，对年度风险管理层次进行研究，提出相应的风险评价方法以及符合神光．Ⅲ项目特点的风险应对措施等系统化风险管理办法，具有重要的工程应用价值。

神光-Ⅲ主机装置建设项目技术状态管理实践

针对大科学工程——神光-Ⅲ主机装置建设项目特点,建立了多维度、多变量的霍尔三维结构技术状态管理控制模型;从技术状态管控程序(技术状态标识、控制、纪实、审核)角度出发对项目技术状态管理过程进行了论述;提炼出了该项目在技术状态管理实践中的经验。其研究成果对其他大科学工程项目技术状态管理具有一定的参考价值和借鉴意义。

神光-Ⅲ项目计划管理实践浅析

神光-Ⅲ项目属于典型的大科学工程项目,该类项目计划管理通常面临着实施复杂、需要兼顾科研和工程特点等突出问题。通过神光-Ⅲ项目计划管理实践,对计划管理范围界定、管理体系建立、计划编制流程固化、控制机制确立等进行了系统分析,相关方法和思路的运用可为类似大科学工程项目计划管理的实施提供一定参考和借鉴。

神光-Ⅲ项目外协合作联盟的建立与管理实践

神光-Ⅲ激光装置建设项目是一项投资规模巨大、建设周期长、技术复杂程度高、工程实施不确定性突出的大型研究型科学工程。项目建设过程中,需要开展多个项目群建设内容的外协管理与实施。其中,针对数千台套主工艺设备非标外协研制的管理是项目建设过程中组织管理的主要活动之一,其实施效果会对项目建设任务的最终完成产生重要影响。因此,介绍项目建设以来的外协组织管理实践情况,重点对非标研制主工艺设备外协联盟的建立与实践情况进行统计分析,可供其他大型研究型科学工程建设组织管理参考。

神光-Ⅲ主机装置采购产品制造成熟度评价管理

针对大科学工程神光-Ⅲ主机装置建设项目外协供货的特点及模式,形成了完善的采购产品制造成熟度评价管理流程,并介绍了其制造成熟度事前评价、事中评价、事后评价三种不同实施模式。研究成果对其他大科学工程项目采购产品的制造成熟度管理具有一定的参考价值和借鉴意义。

神光-Ⅲ激光装置非标自研项目全流程管理实践

神光-Ⅲ激光装置是我国的一项大型研究科学工程,其非标自研项目能够充分体现建设单位核心竞争能力,其实施管理不同于一般外协任务,需要更加精细化的管理。基于神光-Ⅲ激光装置建设非标自研项目特点,依据军工固定资产投资项目相关管理规定,开展了从项目立项启动到验收非标自研项目全流程管理。经过多年的管理实践,收到了很好的管理效果,可供其他大型研究型科学工程建设组织管理参考。

神光-Ⅲ项目外协实施全流程成本控制实践研究

外协实施全流程成本控制,是指在外协实施管理的过程中,对与之相关的合同费用、管理费用和其他费用进行指导、限制和调整,将可能发生或将要发生的偏差及时进行纠正,控制外协实施经费,保证满足全项目经费预算需求。针对神光-Ⅲ项目的外协实施进行全流程成本控制,目的在于在保证质量、进度的前提下降低外协实施成本,提高项目的社会综合效益,以得到社会的全方位认同。

基于CMMI模型的神光-Ⅲ主机装置控制软件系统软件工程化

控制软件作为大科学工程的重要"中心枢纽",其研制质量直接关系项目建设的成败,实施软件工程化则是保证软件质量的一种有效手段。论述神光-Ⅲ主机装置控制软件系统的复杂性及特点,建立基于软件能力成熟度集成模型(CMMI)的软件工程化管理流程,分析其管理组织结构和实施方法。其研究成果对其他有着多层级复杂控制软件的大科学工程控制软件开发项目软件工程化具有一定的参考价值和借鉴意义。

FAHP在神光-Ⅲ项目经费管理风险评价的应用

针对多目标综合评价问题常用的评价方法进行调研分析,尝试将FAHP应用于神光-Ⅲ项目经费管理风险评价过程中,对主要风险因素进行识别和模型构建;采用Excel计算各指标权重并进行一致性检验;通过专家打分法建立模糊综合评判矩阵,以此为基础开展模糊综合运算,得到客观可靠的评价结果。证实了FAHP思路应用的可行性和适用性,并为开展其他类似大型复杂项目的决策和评价提供了借鉴作用。

神光-Ⅲ项目合同验收管理研究

对于大科学工程建设而言,合同验收管理工作是进度和质量的重要保证之一。通过分析神光-Ⅲ激光装置建设项目这一大科学工程的特点,确定了项目验收内容、进行了职责划分,并建立了较为详尽的管理流程,提出了基于实际实施情况的一些体会。