1 国防科学技术大学 理学院, 长沙 410073
2 中国卫星海上测控部 技术部, 江苏 江阴 214431
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳621900
4 国防科学技术大学 计算机学院, 长沙 410073
用2D3V粒子模拟程序研究了高能质子束驱动的尾波场加速电子的方案, 及其在此方案中应用背景等离子体密度的跃变致使等离子体电子自注入加速相区的可能性。粒子模拟结果显示: 密度跃变实现了电子的自注入, 并且捕获的电子束处于加速相位, 等离子体尾波场纵向电场对捕获的电子束起箍缩作用; 捕获的电子束随着传输, 表现为窄能谱分布; 同时随着密度跃变大小的增大, 可以增加等离子体电子的捕获。
质子束 粒子模拟 等离子体尾波加速 密度跃变 电子捕获 proton beam PIC simulation plasma wakefield acceleration density transition electron trapping
国防科学技术大学理学院物理系, 湖南 长沙 410073
基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速数据处理能力，介绍了一种采用双比例积分微分(PID)算法的数字化伺服控制系统，在一定程度上改善了数字化锁相中锁定精度与控制范围之间的矛盾，大大提高了单次锁定持续时间。程序采用正弦扫描和积分扫描两种方法分别实现了相位失锁自动搜索功能，并且在实验上得到了验证。前者失锁后的搜索时间更短，而后者稳定性更高，单次锁定持续时间更长。相对于传统的模拟电路伺服系统，该数字伺服控制系统在锁定精度方面略有差距，这主要受到FPGA数字电路的电子学噪声及处理速度的限制，但在锁定持续时间上却有明显优势。
激光技术 现场可编程门阵列 激光稳频 比例积分微分 多级控制
1 国防科学技术大学 理学院 物理系, 长沙 410073
2 空军工程大学 理学院 数理系, 西安 710051
3 国防科学技术大学 计算机学院, 长沙 410073
4 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
利用1维粒子模拟程序, 研究了超短超强激光脉冲与超薄双层靶(基底层和加速层厚度均为nm量级)相互作用产生准单能质子束的过程。研究表明, 基底层厚度及加速层厚度对质子能谱的影响至关重要。减小基底层厚度, 靶后静电场增强, 质子的最大能量显著增大；减小加速层厚度, 靶后静电场分布变得更加均匀, 质子能谱中心能量变化不大, 单能性变好。通过优化参数, 获得了能散度为7%的准单能质子束。
粒子模拟方法 超薄双层靶 质子能谱 准单能 particle-in-cell simulation ultrathin double-layer target proton spectrum quasi-monoenergetic
1 国防科学技术大学 理学院, 长沙 410073
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
3 国防科学技术大学 计算机学院, 长沙 410073
用粒子模拟程序研究了长脉冲质子束在等离子体中的传输特性, 模拟结果表明, 等离子体可以明显改善质子束的空间传输特性, 大尺度的等离子体相对于等离子体层可以实现较长距离的稳定传输。研究发现, 在实现长距离传输时, 等离子体波会对质子束密度有较大的调制作用, 严重影响质子束的传输性质, 同时通过优化束密度分布可以有效减弱等离子体波的激发, 实现束较稳定的传输。
质子束 粒子模拟 束-等离子体相互作用 等离子体波 中和 proton beam PIC simulation beam-plasma interaction plasma wave neutralization
1 国防科学技术大学 理学院,长沙 410073
2 国防科学技术大学 计算机学院,长沙 410073
理论分析了氘氚层外表面的温差与其粗糙度间的关系;以法国兆焦激光装置LMJ为原型,利用计算流体力学程序Fluent,分别模拟了靶丸轴向偏离黑腔中心不同尺度和烧蚀层存在不同大小的非均匀厚度对氘氚层温度分布的影响,求得了这两种误差引起氘氚层厚度的非均匀度。结果表明:为了满足点火靶的要求,靶丸轴向偏离腔体中心的尺度须在8.5 μm内,烧蚀层轴向粗糙度则应控制在0.72 μm内。
惯性约束聚变 间接驱动靶 冷冻靶 氘氚层 粗糙度 均匀性 轴向偏离 ICF indirect drive target cryogenic target deuterium-tritium layer roughness uniformity axial misalignment
1 国防科学技术大学 理学院,长沙 410073
2 国防科学技术大学 计算机学院,长沙 410073
利用计算流体力学的程序Fluent,以法国的兆焦激光装置LMJ为原型,研究了惯性约束聚变间接驱动靶中黑腔内填充气体的自然对流传热效应对靶丸温度分布的影响;通过在黑腔内加入聚合薄膜,减小靶表面的温度不均匀性,得到了最佳腔体分隔模式;并在分隔成7个分区的腔体中,结合调整黑腔壁上下冷却环的温度,当两冷却环之间存在±0.5 mK 的温差时,使得靶丸表面的温度均匀性最终能够满足聚变的要求。
冷冻靶 间接驱动 自然对流 分隔模式 cryogenic target indirect drive natural convection division mode
国防科技大学理学院应用,物理系,湖南,长沙,410073
参考已有的方案,提出了一种更简单的方案来实现单光子探测器量子效率的绝对自身标定.我们利用同轴线缆和数据采集卡代替已有方案中的符合测量电路和计数器,通过精确设定同轴线缆的长度,利用电脉冲在同轴线缆的短路终端反射回波的特性,对一个测量周期中单个脉冲和连续两个脉冲进行区分,用数据采集卡记录区分结果,分别得到探测器探测到两个孪生光子的计数和仅探测到其中任意一个光子的计数,从而算出单光子探测器的量子效率.此方案不需要其他任何的参考标准或者另一个探测器.
单光子探测器 自绝对标定 量子效率 脉冲回波
