X射线条纹相机是激光惯性约束聚变研究中的核心测量设备，用于捕获聚变反应中瞬态X射线发射。对X射线条纹相机在聚变反应中强电磁辐射下的可靠性进行研究，给出了X射线条纹相机的可靠性框图及结构，并对X射线条纹相机各功能单元进行可靠性分配，针对其故障进行了故障模式和影响分析(FMEA)。可靠性分析和FMEA显示，X射线条纹相机中变像管单元其可靠性分配值在各个分系统单元中最高，其故障能够引起严重故障和试验损失，是制约X射线条纹相机可靠性和稳定性的重要部件。通过对X射线条纹相机内各单元的可靠性以及故障模式分析，有助于研究人员开展有针对性的电磁辐射加固，提升相机在强电磁脉冲辐射环境中运行的可靠性。

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。

Emission of the electromagnetic pulses (EMP) due to laser-target interaction in laser facility had been evaluated using a cone antenna in this work. The microwave in frequencies ranging from several hundreds of MHz to 2 GHz was recorded when long-pulse lasers with several thousands of joules illuminated the solid targets, meanwhile the voltage signals from 1 V to 4 V were captured as functions of laser energy and backlight laser, where the corresponding electric field strengths were obtained by simulating the cone antenna in combination with conducting a mathematical process (Tiknohov Regularization with L curve). All the typical coupled voltage oscillations displayed multiple peaks and had duration of up to 80 ns before decaying into noise and mechanisms of the EMP generation was schematically interpreted in basis of the practical measuring environments. The resultant data were expected to offer basic know-how to achieve inertial confinement fusion.

通过脉冲接收天线的设计和测试方法的优化，建立了神光Ⅲ原型激光器电磁脉冲(EMP)的强度分布等激光参数和靶型的关系，为进一步研究它们的产生机理和激光靶相互作用提供实验依据。考虑到电磁场极化方向的不确定性，使用三个相互正交的环形磁天线对激光装置靶室内部的电磁脉冲信号进行了测量，对比分析了两种靶型辐射电磁脉冲信号的频域特性，探讨了天线摆放位置对信号强度的影响，同时通过多物理场模拟对球形腔内电磁场的分布进行了分析。

惯性约束聚变(ICF)背景下的激光靶耦合过程产生大量电磁脉冲, 对诊断设备的正常运行和测试数据的采集产生不良影响, 严重时甚至损害诊断装置。介绍了强激光与金属靶相互作用过程中受激辐射产生等离子体的数学模型, 模拟了盘锥脉冲天线的物理模型、三维增益等各项指标, 并对打靶过程进行测量, 得出电磁辐射电场值, 并推导出其频域分布。实验结果显示, 影响电磁辐射强度的因素有激光能量、激光打靶方式和入射方向等。对于平面靶, 相同靶型和靶材质情况下, 不同功率激光与平面靶相互作用发出的电磁脉冲具有相似的频谱和相同的特征频率。诊断结果为激光打靶产生电磁脉冲物理机制研究提供重要实验依据。

为诊断激光打靶产生的电磁脉冲信号分布,选取环天线作为主要电磁脉冲信号采集装置,对靶室内外信号同时进行测试。从天线设计制作到天线标定,描述了脉冲诊断系统的搭建。通过对信号进行采集及处理,对比分析了靶室外、法兰口及靶室内脉冲信号的频域特性和强度。得出靶室内受到电磁脉冲辐射强度最大且频谱分布最广,其次是法兰口,靶室外电磁脉冲信号最弱。总结多次激光打靶电磁脉冲信号频域分布,可看出波峰主要出现在0.5,1.2,3 GHz。电磁脉冲时域结果规律性展示出脉冲持续约100 ns,因靶室内回波振荡,电磁脉冲信号于几ns处及几十ns处有较明显峰值蔟。