报道了基于神光Ⅱ激光装置的全口径背向散射测量系统。系统通过激光聚焦透镜收集激光等离子体相互作用产生的散射光; 两个热能量卡计分别测量波长348～354 nm范围的受激布里渊散射和波长400～700 nm范围的受激拉曼散射产生的散射光。该系统可以测量散射光的能量、功率和光谱图像, 提供优于0.5 nm光谱分辨和10 ps时间分辨的光谱物理信息。同时采用PIN二极管阵列对聚焦透镜外侧附近的近背向散射光信息进行测量。

通过采用硬件高阶有源低通滤波器与软件平滑滤波,有效抑制了噪声干扰,从而允许大幅度增加信号放大倍数,提高了激光能量卡计系统灵敏度.满足了ICF物理实验微弱光信号能量探测的需求.

在"星光Ⅱ"激光装置上,开展了527 nm激光与金盘靶和铝盘靶相互作用实验,研究了激光辐照盘靶的受激布里渊散射光散射机制,获得了散射光能量角分布.实验结果表明:激光辐照金盘靶时,在入射激光能量大致相同的情况下,受激布里渊散射光能量在匀滑的条件下比没有匀滑时低一个数量级以上(背反能量除外),束匀滑对散射光的抑制作用十分明显.在匀滑条件下,越靠近背反方向,散射光能量越大.散射光能量分布沿方位角的变化不大.激光辐照铝盘靶时,散射光能量分布的离散性较大.

介绍了在神光Ⅱ装置上开展的长脉冲2 ns,351 nm激光与黑腔靶相互作用的实验,报道了受激Raman散射光时间分辨谱图及能量测量的实验结果.长脉冲2 ns激光注入小腔靶(φ700 μm×1 250 μm)时,激光辐照缝靶产生的SRS光能量是激光与全腔靶作用产生的SRS光能量的1.3倍.在2 ns激光与不同尺寸黑腔靶作用的情况下,激光辐照小腔靶产生的SRS光能量比标准腔靶(φ800 μm×1 350 μm)产生的SRS光能量高1.6倍.由于激光功率密度下降,2 ns激光打靶SRS散射光要弱于短脉冲1 ns激光打靶,但持续时间稍长.实验结果表明:长脉冲2 ns激光与标准腔靶相互作用时,等离子体"堵腔效应"比较严重,标准腔靶尺寸不再合适.

X光条纹相机在惯性约束聚变实验诊断中具有重要作用,它的性能技术指标的精确标定是实验数据可信度的基础.在上海激光联合实验室的20 TW激光器上对X光条纹相机的扫速、时间分辨等时间性能进行了标定,取得了较好的结果.标定结果显示相机的各项性能与出厂标称值有了较大改变.标定的实验结果可有效提高ICF实验数据处理和物理分析的可靠性.

在星光Ⅱ铷玻璃激光装置上,采用两级喇曼压缩系统产生的波长为308 nm的紫外光作为探针束,配合Nomarski偏振干涉仪对金平面靶冕区激光等离子体进行诊断.308 nm光具有波长短、亮度高、脉冲时间短、相干性好的优点,作为探针束诊断冕区产生的等离子体电子密度,可以与高功率激光装置打靶激光同步,实现有效地脉冲压缩,同时避免等离子体中谐波分量的干扰.实验获得了308 nm紫外探针光偏振干涉条纹图,在研究Abel反演算法的基础上,利用自行研制的基于Windows操作系统的实验数据处理软件,对实验数据进行了处理和分析,得到了冕区等离子体电子密度的空间分布.结果表明:两级喇曼压缩系统配偏振干涉能有效抑制主束谐波影??以更高时间分辨测量等离子体的更高密度区域.

ps激光探针作为激光等离子体诊断的探针光源,它是通过两次倍频和两次受激喇曼散射,将波长为1 054nm、脉宽约为1ns激光转换成波长为308nm、脉宽小于30ps的紫外光.研究结果表明:探针光系统输出能量大于1mJ,脉宽小于30ps,均匀性较好,运行成功率大于90%,满足了激光等离子体诊断的要求.

报道了"神光-Ⅱ"装置上Au大柱腔靶产生的受激Raman散射光谱.通过分析实验条件和测量结果,排除了散射光谱来自增强非相干Thomson散射的可能性,发现用丝化不稳定性与受激Raman散射的耦合能合理解释观测到的Raman光谱.考虑到丝化不稳定性与SRS的耦合,测量到的散射光谱依然能用于密度诊断,其结果与对流SRS理论的计算值相差不到10%.

在"星光Ⅱ"上,使用三倍频激光打三种厚度(6,10和20 μm)的铝介质平面靶,采用光学条纹相机记录冲击波图像,对热波和稀疏波进行测量,同时开展冲击波、热波和稀疏波三波相互作用规律的初步研究,采取多种措施成功地观测到冲击波在前、辐射热波在后、稀疏波更晚的三波物理图像.

全息干涉是诊断激光等离子体电子密度的一个有效测量方法,它具有高时空分辨率的特点.介绍了在"星光Ⅱ"条件下设计的紫外皮秒紫外全息干涉系统的原理,在研究Abel反演算法的基础上,利用自行研制的基于Windows操作系统的实验数据处理软件对实验数据进行了处理和分析..