强激光与粒子束
2021, 33(8): 081007
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 上海交通大学物理与天文学院激光等离子体教育部重点实验室, 上海 200240
3 同济大学物理科学与工程学院, 精密光学工程技术研究所, 上海 200092
4 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
输出能力和光束质量是研制强激光装置时追求的两个核心性能,通常受制于增益能力、光束品质、热负载、功率负载、通量负载受限条件。对于具有不同应用目标、不同运行机制、不同技术途径的强激光装置或系统,5类受限条件对输出能力和光束质量的影响权重是不同的。其中,解决增益能力与光束品质两类受限问题是研发连续强激光和脉冲强激光装置的共性问题;对于连续(或准连续)强激光,破解热负载受限是核心问题;对于脉冲强激光,破解功率负载受限是核心问题。深入研究5类受限机理、基本规律及相互之间的影响关系,融合近期发展的新材料、新方法、新技术,对积极推进以高峰值功率、高能量(高平均功率)和高重复频率激光(简称“三高激光”)为基本特征的先进强激光装置或系统具有积极意义。
中国激光
2021, 48(12): 1201002
1 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610064
2 中国工程物理研究院, 四川 绵阳 621999
针对高功率大遮拦比窄环薄管激光的环域像差校正需求,提出一种基于新型环形边缘驱动变形镜的环域像差校正方法。利用环形边缘驱动变形镜构建自适应光学闭环控制系统,以实现对高功率大遮拦比窄环薄管激光波前的校正。使用新型的环形边缘驱动变形镜来验证所提方法对单一环域低阶像差的校正能力,并分析其对大遮拦比薄管激光的校正效果。实验结果表明,所提的环域像差校正方法能够有效校正大遮拦比窄环薄管激光的波前畸变,显著提高光束质量。
激光光学 自适应光学 环域像差 环形边缘驱动变形镜 大遮拦比环形光束
1 中国工程物理研究院, 四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621999
巨型高峰值功率激光装置的总体规模与性能是一个国家在强激光技术研究与应用领域综合实力的集中体现。简要介绍了装置基本结构、关键科学技术与工程问题以及总体设计要素, 回顾了两台中国二代巨型高峰值功率激光装置的基本状态与技术特点, 展望了未来中国高峰值功率激光技术与工程发展的基本趋势。
激光技术 惯性约束聚变 高能量密度物理 原型装置 主机装置 兆焦耳级聚变科学激光装置
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院, 北京 100088
利用全矢量有限元法分析了光子晶体光纤(PCF)的结构参量对其本征模场分布的影响。数值计算结果表明, 具有多层空气孔、多层纤芯、大孔间距和大占空比的结构更有利于将光场约束在纤芯中, 纤芯层数、孔间距和占空比的增加均会导致PCF本征模场出现更高阶次的模式。纤芯层数和孔间距的增加会对由占空比减小所引起的功率泄漏进行一定的补偿, 通过减小空气占空比、增加纤芯层数和孔间距, 可实现大模场单模传输的可行性。对于4层空气孔、2层纤芯、占空比为0.01、孔间距为20 μm的PCF, 在保证单模传输的条件下, 纤芯半径可达40 μm, 有效模面积为3717 μm2, 纤芯功率集中度为68.32%。
光纤光学 光子晶体光纤 单模 有效模面积 激光与光电子学进展
2017, 54(10): 100607
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北京研究生部, 北京 100088
采用相位调制技术产生的具有一定光谱分布的相位调制脉冲可以有效抑制高功率激光驱动器中大口径光学元件的横向受激布里渊散射和满足光束匀滑需求, 但该脉冲在装置各系统传输放大过程中, 由于光谱畸变会引起幅频调制(FM-to-AM)效应, 这种效应严重影响了激光装置的输出性能及实验效果。介绍了相位调制脉冲产生原理、引起FM-to-AM效应的根本原因及因素, 综述了目前美国的国家点火装置、法国的兆焦耳装置以及我国的神光-Ⅲ主机装置在FM-to-AM效应抑制技术方面取得的重要进展。
激光光学 惯性约束聚变 激光驱动器 前端系统 FM-to-AM效应 激光与光电子学进展
2017, 54(2): 020005
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
Author Affiliations
Abstract
1 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
2 Graduate School of China Academy of Engineering Physics, Beijing 100086, China
3 China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
We propose a novel pulse amplification model to obtain the effective thermal equilibrium time (τETE) for Yb:YAG crystal, where τETE has impacts on the gain recovery and energy extraction. A test amplifier is set up to measure the input fluence, output fluence, and pulse duration. By fitting the numerical values to the experimental data, the effective thermal equilibrium of Yb:YAG crystal at room temperature is found to be between 60 and 120 ps. To our best knowledge, this is the first time that an exact range of effective thermal equilibrium time for Yb:YAG is reported.
Chinese Optics Letters
2015, 13(Suppl): S21412
1 电子科技大学经济与管理学院, 四川 成都 610054
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在发次任务条件下稳态和瞬时可用度具有局限性,通过惯性约束聚变(ICF)激光装置任务可用度一般模型分析,提出完整的片放系统可用性评价方法.建立片放系统的多层可靠性框图,提出任意发次的威布尔型与指数型分布期望累积失效次数的相等关系,采用分层建模方法构建氙灯多种故障模式下的片放模块任务可用度模型以及冗余结构的片放系统任务可用度评价方法.利用实验数据,验证其有效性并得到国家点火装置(NIF)和神光(SG)装置片放系统任务可用度的稳定增长趋势,给出氙灯可靠性设计指标建议,为巨型ICF 激光装置可靠性工程设计优化提供理论和方法依据.
激光光学 激光装置 片放系统 任务可用度 多种故障模式 激光与光电子学进展
2015, 52(8): 081407
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在高功率激光驱动器中，调频到调幅（FM-to-AM）效应是制约聚变点火的一个关键物理量，因而需要定性分析和定量评估。基于晶体的可接受带宽，从光谱畸变和瞬时频率两个角度研究了频率转换过程中FM-to-AM效应的物理机制。利用瞬时频率定性分析了相位调制和强度调制之间的相关性，得到了晶体最佳匹配角度情况下三倍频强度调制频率的变化规律。根据推导出的表征调制度的解析模型，定量分析了三倍频输出强度调制特性，量化了输入带宽和功率密度对调制度的影响，通过数值模拟验证了该模型的可靠性。所得结果为抑制三倍频过程中FM-to-AM引起的强度调制提供了理论指导。
非线性光学 频率转换 调频到调幅 强度调制 调制度
