强激光与粒子束
2023, 35(8): 082002
强激光与粒子束
2023, 35(8): 082003
中国工程物理研究院激光聚变研究中心，绵阳 621900
等离子体电极普克尔盒(PEPC)用作多程放大控制、自激振荡抑制以及反激光隔离，是大型高功率固体激光器的核心器件。本文从高功率固体激光器的发展对光开关提出的要求出发，系统地综述了等离子体电极普克尔盒的性能特点以及研究进展。重点介绍了中国工程物理研究院激光聚变研究中心近年来在PEPC研究方面所取得的进展，包括单脉冲驱动的组合口径PEPC、低损耗PEPC以及重复频率运转的PEPC。
高功率激光 普克尔盒 电光晶体 等离子体 重复频率 热效应 high power laser Pockels cell electro-optic crystal plasma repetition rate thermo-effect
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川绵阳 621999
2 许继电源有限公司, 河南许昌 461000
脉冲氙灯瞬态放电电流诊断单元是惯性约束聚变 (ICF)激光装置中能源系统的重要组成部分, 基于对其面临的强电磁干扰、噪声耦合、多路并行采集电路拓扑约束等问题的分析, 提出了一种多级隔离和基于现场可编程门阵列 (FPGA)的多路并行架构的诊断单元设计方法, 并依据该方法完成了样机研制。实验表明, 诊断单元的电流测量范围为 0~25 kA, 采样率为 200 kHz, 测量准确度优于± 0.5%, 满足 31 kV工作点电压下 20路脉冲氙灯放电电流的同步诊断需求。相比传统设计, 该方法具备更强的电磁兼容性和更高的并行采集设计集成度。
脉冲氙灯 能源组件 电流波形 电磁干扰 并行采集 pulsed xenonlamp energy component current waveform electromagnetic interference parallel acquisition 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(2): 342
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900；中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900；中国工程物理研究院 研究生院，北京 100088
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900；中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
为了控制重频放大器的热致波前畸变，设计并加工了均匀冷却的背面水冷激活镜激光放大器，对放大器的热畸变特性开展了实验研究，实验发现在泵浦功率密度较高即重复频率达到10 Hz，平均功率密度达到200 W/cm2时，放大器的热畸变既影响远场分布又对近场产生显著的调制。近场的调制会给放大器带来较大的损伤风险。为了消除热畸变对近场的调制，首先对泵浦强度分布进行了匀化，然后对介质进行了边缘热平衡控制，消除了热畸变引起的近场调制。通过对上述因素的控制，采用水冷激活镜构型的四程放大器实现了在10 Hz频率下良好运行。在没有进行主动补偿的情况下，实现了远场焦斑优于5倍衍射极限的输出。
激光放大器 二极管泵浦激光器 热效应 水冷激活镜 laser amplifiers diode-pumped lasers thermal effects water-cooled active mirror 强激光与粒子束
2020, 32(1): 011010
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
能源系统（PCS）为固体激光装置片状放大系统提供匹配的电脉冲泵浦能量, 涉及到高压、大电流的充放电过程, 在这个过程中可能发生电容器短路、高低压母排短路等灾难性故障。针对上述情况, 建立了能源系统及其三种主要故障的数学模型; 通过仿真计算分析了氙灯负载非线性特性对系统模型的影响, 提出了加入补偿参数的修正模型, 并通过实验验证了其有效性; 分析了故障情况下关键元件（阻尼电感、调波电感、储能电容）的耐受能力以及保护措施。
固体激光装置 能源系统 修正模型 故障分析 solid-state laser facility power conditioning system fixed model fault analysis 强激光与粒子束
2019, 31(1): 012002
Author Affiliations
Abstract
1 Laser Fusion Research Center, China Academy of Engineering Physics, P.O. Box 919-988, Mianyang, 621900, China
2 IFSA Collaborative Innovation Center, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China
The SG-Ⅲ laser facility (SG-Ⅲ) is the largest laser driver for inertial confinement fusion (ICF) researches in China, which has 48 beamlines and can deliver 180 kJ ultraviolet laser energy in 3 ns. In order to meet the requirements of precise physics experiments, some new functionalities need to be added to SG-Ⅲ and some intrinsic laser performances need upgrade. So at the end of SG-Ⅲ's engineering construction, the 2-year laser performance upgrade project started. This paper will introduce the newly added functionalities and the latest laser performance of SG-Ⅲ. With these function extensions and performance upgrade, SG-Ⅲ is now fully prepared for precise ICF experiments and solidly paves the way towards fusion ignition.
Inertial confinement fusion Inertial confinement fusion Laser driver Laser driver SG-III SG-III Power balance Power balance Beam smoothing Beam smoothing Matter and Radiation at Extremes
2017, 2(5): 243
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院研究生部, 北京 100088
透明导电薄膜作电极的普克尔盒电光开关是新一代重频激光驱动系统的理想单元。高重频会在电光晶体内产生热沉积, 引起弹光效应, 热光效应和晶体形变, 使透射光束的波前产生畸变。针对能量千焦耳级, 重复频率16 Hz率的激光系统, 对薄膜电极普克尔盒采用液冷技术进行热管理; 建立普克尔盒的热分析模型, 利用有限元算法, 分别研究晶体厚度和换热系数对波前畸变的影响, 得到晶体厚度的最优值。并模拟了开关晶体上的温度分布、应力分布和机械形变, 分析热光效应、机械形变和弹光效应对光束波前和退偏损耗的影响, 结合波前畸变和退偏损耗的要求得到优化的参数。
电光开关 热管理 透明导电薄膜 高平均功率 波前畸变 退偏损耗 electro-optical switch thermal management transparent conductive films high average power wavefront distortion depolarization loss 红外与激光工程
2016, 45(9): 0921001
Author Affiliations
Abstract
1 Laser Fusion Research Center, China Academy of Engineering Physics, P.O. Box 919-988, MianYang 621900, China
2 IFSA Collaborative Innovation Center, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
SG-III laser facility is now the largest laser driver for inertial confinement fusion research in China. The whole laser facility can deliver 180 kJ energy and 60 TW power ultraviolet laser onto target, with power balance better than 10%. We review the laser system and introduce the SG-III laser performance here.
inertial confinement fusion inertial confinement fusion laser driver laser driver SG-III SG-III High Power Laser Science and Engineering
2016, 4(3): 03000e21
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
强激光与粒子束
2016, 28(1): 019901
