王广源 1,2刘磊 1,2,*刘仁洪 1,2康玲 1,2[ ... ]陈佳鑫 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
中国散裂中子源(CSNS)靶站质子束窗位于环到靶站输运线(RTBT)与靶站交接面,起到隔离加速器高真空和靶站氦气环境的作用。随着束流功率提高,目前质子束窗单层膜结构形式已无法满足CSNS-II 500 kW的高功率需求,因此开展CSNS-II质子束窗研制,设计出双层膜中间通水的冷却结构,完成质子束窗双层膜的薄膜半径、薄膜厚度、水冷槽长度与宽度、对流换热系数等各参数对质子束窗温升与热应力的影响分析。通过冷却水需求分析得出,冷却水流速需大于15 L/min。通过质子束窗主体的流固耦合分析,消除箱体内部死水区域。最终优化后质子束窗薄膜位置最高温度47.8 ℃,薄膜位置最高热应力30.758 MPa。通过FLUKA软件对质子束窗材料的辐照损伤性能进行分析,在每年5000 h工作时长、500 kW高功率束流的辐照下,辐照损伤DPA计算值为1.285 DPA,质子束窗的安全使用寿命在7年以上。
质子束窗 热分析 流固耦合分析 辐照损伤 proton beam window thermal analysis fluid structure coupling analysis irradiation damage 
强激光与粒子束
2023, 35(12): 124005
余洁冰 1,2,3谭彪 1,2,*康玲 1,2刘磊 1,2[ ... ]于永积 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
3 中国科学院大学,北京 100049
4 合肥科烨电物理设备制造有限公司,合肥 230031
束流准直器作为加速器的关键部件,用于吸收不在预定轨道的束晕粒子。因良好的电导率和良好的准直效率,铜被广泛应用于准直器中作为挡块材料。通常,挡块位于超高真空环境中,承受高功率束流载荷冲击,其不同表面处理工艺直接影响传热性能及放气率。为评估无氧铜表面处理工艺对相关性能的影响,分别对其进行表面化学腐蚀发黑处理、高温氧化处理以及仅机械加工处理,结果表明:无氧铜表面发黑处理后,其热辐射系数明显增加,同时也伴随着放气率的明显增加;而通过高温氧化处理后的铜块,其表面热辐射系数与仅机械加工后的铜块差异不大,放气率有一定程度的增加。以散裂中子源二期项目中的动量准直器为研究对象,在一定的束流载荷作用下,挡块选用发黑无氧铜,可将其最高温度控制在125 ℃以下,同时增加两台离子泵可使该准直器所在区域真空度满足运行要求。
束流准直器 无氧铜 表面处理 热辐射系数 表面放气率 beam collimator oxygen-free copper surface treatment thermal radiation coefficient outgassing rate 
强激光与粒子束
2023, 35(10): 106002
王安鑫 1,2王梓豪 1麻惠洲 1李春华 1,3[ ... ]康玲 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
3 中国科学院大学,北京 100049
从热稳定性和振动稳定性两个角度出发,优化设计得到了超高稳定的刚性支撑架结构;通过ANSYS有限元模态分析,验证了结构的热膨胀变化量和特征频率;采用混凝土二次灌浆方法对支撑架进行地面固定和特征频率测试,结果表明,支撑架结构的特征频率达到61.9 Hz、振动幅值小于30 nm,均满足设计要求。最后采用动态刚度测试方法,得到混凝土二次灌浆层的主要刚度值,进一步验证支撑架结构优化结果的准确性。
高能光源 BPM支撑架 结构优化 结构稳定性 模态测试 动态刚度 High Energy Photon Source beam position monitor support structure optimization structural stability modal testing dynamic stiffness 
强激光与粒子束
2021, 33(4): 044006
朱健强 1,2,*陈绍和 1,2郑玉霞 1,2黄关龙 1,2[ ... ]邓锡铭 1,2
作者单位
摘要
1 高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
3 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
神光Ⅱ大型固体高功率激光装置是我国激光驱动器发展历史的里程碑, 其成功研制使我国高功率固体激光工程与技术、聚变物理与基础物理研究实现了全面且本质的跨越式发展。简要概述了神光Ⅱ激光装置研制中创新发展的大量工程方案与技术手段, 举例介绍了神光Ⅱ激光装置在近20年来的高质量运行中取得的众多有国际影响力的研究成果。经多方支持和多年持续发展, 已经形成数万焦耳级纳秒激光装置、皮秒拍瓦以及飞秒拍瓦激光装置等, 这些装置是我国惯性约束核聚变、强场物理、高能量密度物理等研究领域中重要的物理实验核心平台之一。
激光技术 惯性约束核聚变 固体激光驱动器 聚变点火 高功率激光 
中国激光
2019, 46(1): 0100002
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术研发中心, 上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室, 上海 201800
测试了应用于神光Ⅱ系列装置93片N31型钕玻璃的小信号增益系数。结果表明,Nd2O3质量分数为2.2%的钕玻璃平均小信号增益系数为0.0387 cm-1,Nd2O3质量分数为3.0%的钕玻璃平均小信号增益系数为0.0416 cm-1,两种浓度的钕玻璃不同样品间小信号增益系数的起伏范围分别为0.86%和0.76%。根据所测定的增益值,表明N31型钕玻璃的增益起伏符合神光Ⅱ系列装置要求,为实现该装置中每一路增益性能的平衡提供了有力保障,也为今后对更大尺寸钕玻璃增益性质的控制提供了经验。
激光器 钕玻璃 增益系数 增益一致性 
中国激光
2011, 38(3): 0302009
Author Affiliations
Abstract
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
A theoretical calculation is presented for third-harmonic generation in KDP crystal for type Ⅱ- type Ⅱ polarization-mismatch scheme by using the four-stepped Runge-Kutta method. For the “Shenguang Ⅱ” frequency tripling system, the doubling angle θd and the tripling angle θt are located at optimized situation, by changing detuned values of the polarization angle θp, the corresponding changes of pulse shape properties was gotten. The results show that when the polarization angle θp is located at optimized situation, the full width at half maximum (FWHM) τ is minimum and the pulse shape rises fastest. Increasing the θp from optimized situation causes the τ widens faster and the pulse shape rises slower than decreasing the θp from optimized situation. In the experiment, by changing the polarization angle θp, the pulse shapes consistency of the “Shenguang Ⅱ” eight frequency tripling beams has been accomplished. This work offers a method for adjusting crystals and actualizing power balance.
非线性光学 三倍频波形 偏振分配角 功率平衡 nonlinear optics frequency tripling pulse shape polarization angle power balance 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2006, 4(1): 16
作者单位
摘要
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
使用四阶龙格-库塔算法数值求解Ⅱ类-Ⅱ类偏振失配方案的三倍频稳态耦合波方程组。针对“神光Ⅱ”激光驱动器的三倍频系统,在二倍频匹配角θd和三倍频匹配角θt均处于最佳匹配情况下,以1°为单位改变偏振分配角θp的偏离量,得到对应的三倍频波形特性的变化。研究表明,偏振分配角θp处于最佳理论匹配位时,对应的三倍频波形半峰全宽最窄,且波形上升沿抬起也最快; θp从最佳匹配位增加比从最佳匹配位减小对应的半峰全宽变宽更快,对应的上升沿抬起更慢。根据所得理论结果,在实验中调节偏振分配角θp,达到了改变三倍频输出波形特性,进而实现八路三倍频波形一致的目的。该研究结果对于更快地实现激光驱动器装置的功率平衡有一定的应用价值。
非线性光学 三倍频波形 偏振分配角 功率平衡 
中国激光
2006, 33(11): 16
Author Affiliations
Abstract
中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室,上海 201800
This paper discusses a method of characterizing the gain of the laser pulse amplifier using its gain fluence curves and studies gain fluence Curves of a single amplifier.These help US to understand the characteristics of the amplifier and provide a powerful tool for the investigation of the power balance.
放大器 增益通量曲线 功率平衡 amplifier gain fluence curves power balance 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2005, 3(1): 28
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室,上海 201800
2 上海激光等离子体研究所,上海 201800
For precision SG-Ⅱ power balance, there must have same output energy and output pulse waveform in the 8 beams, it means that the gain and transmissivity in every amplifier chain are same. But the gain abilities of the same type amplifiers in 8 beams are different for needing of daily operation. It was a first time that small signal gain of different amplifiers in SG-Ⅱ were measured online by using a small energy measurement system which has superior 1% precision. The small signal gain values of 40 and 70 rod amplifiers, 100 slab amplifiers and 200 double slab amplifiers are got in the regular working voltages. The differences of the same type amplifiers are quantized and that provides valuable experimental data to power balance in SG-Ⅱ precision.
激光技术 小信号增益 在线测量 功率平衡 小能量测量系统 laser technique small signal gain online measurement power balance small energy measurement system 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2004, 2(1): 71
Author Affiliations
Abstract
中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室,上海 201800
Power balance between laser beams is important for high-power laser system. This paper uses a calculation method as an exact solution for laser amplification to simulate the output pulse shape of “Shenguang Ⅱ" laser facility. The results are preferable,as compared with the results of the experiments.
模拟计算 激光束 波形 功率平衡 simulative calculation laser beam pulse shape power balance 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2004, 2(1): 66

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