强激光与粒子束
2024, 36(1): 012001
1 郑州轻工业学院 机电学院， 郑州 450002
2 河南理工大学 理化学院， 河南 焦作 454000
3 西安交通大学 机械制造系统工程国家重点实验室， 西安 710049
针对激光惯性约束聚变装置中靶丸装配误差检测困难、要求精度高的特点，研制了一套用于微靶装配参数检测的测量系统。提出了一种基于激光与CCD的复合式测量方法，建立了二者数据融合的数学模型，通过标定空间位置关系有效地把二者的测量数据融合到同一个坐标系中，从而实现了高精度三维测量。分两种情况讨论了靶丸装配误差的检测方法。实验结果验证了这两种方法的可行性，并比较了两种方法的测量精度，其极限测量误差均不超过3 μm。
ICF靶丸 装配误差检测 复合式测量 五轴测量系统 ICF target micro-capsule assembly error inspection compound measurement five-axis measuring system
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
针对惯性约束聚变靶零件的特点和靶装配应用环境, 研制了一种多用微夹持器。该微夹持器以压电陶瓷驱动柔性钳体, 集成张合量和夹持力控制功能, 可更换各种形状夹口和调整夹口初始开口距离, 以适应多种靶零件的夹持。利用有限元分析方法对钳体柔性机构进行了优化设计。通过检测钳体张合时不同部位柔性铰链的应变量, 实现了张合量和夹持力的独立控制, 并对张合量和夹持力进行了精确标定。实验结果表明：微夹持器张合量达到1 320 μm, 其控制分辨力为5 μm；夹持力为365.0 mN, 其控制分辨力1.3 mN。
微夹持器 柔性铰链 微力检测 有限元分析 ICF靶 microgripper flexure hinge micro-force detection finite element analysis ICF target
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 哈尔滨工业大学 精密工程研究所, 哈尔滨 150001
发展了背光阴影成像技术, 用于诊断透明ICF冷冻靶冰层内表面质量。分析了单层球壳阴影图像中形成亮环的物理机制。用光学追迹软件Tracepro模拟产生了透明单层球壳的阴影图像, 用于研究亮环位置与球壳厚度及折射率的关系。建立了背光阴影成像实验装置, 获得了透明单层球壳具有明显亮环的实验阴影图像。编制了阴影图像处理软件, 获得了靶丸内表面1维功率谱曲线, 并据此计算出靶丸内表面均方根粗糙度。理论分析、软件模拟及实验研究均表明, 背光阴影成像技术是透明冷冻靶冰层内表面质量的有效诊断方法。
几何光学 背光阴影成像 功率谱分析 ICF靶丸 表面粗糙度 geometrical optics backlit shadowgraphy power spectrum analysis ICF capsule surface roughness 强激光与粒子束
2010, 22(12): 2880
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 哈尔滨工业大学 精密工程研究所, 哈尔滨 150001
针对多层靶丸X射线数字图像的成像原理和轮廓边缘进行了理论分析;推导了由靶丸边缘特征点确定靶丸圆心和半径的精确最小二乘拟合算法;对于不同类型(阶跃状或屋顶状)的靶丸图像边缘, 采用均化二阶微分算法或径向吸收强度最小二乘洛伦兹型拟合寻峰算法获取亚像素精度的靶丸圆周轮廓边缘数据;应用快速傅里叶变换算法对靶丸圆周轮廓数据进行分析, 获得了靶丸表面外轮廓或内轮廓模数-功率谱特征曲线。
ICF靶丸 X射线图像 轮廓分析 模数-功率谱 ICF shell X ray image profile analysis power spectrum as a function of mode number 强激光与粒子束
2010, 22(12): 2925
1 四川大学 原子与分子物理研究所, 成都 610065
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳621900
以碳酸钠为催化剂, 乙醇为溶剂, 间苯三酚-乙醛为反应前躯体, 经溶胶-凝胶、交联老化、二氧化碳超临界干燥制备出间苯三酚-乙醛(PA)有机气凝胶。扫描电镜观察和N2吸附测试结果表明：气凝胶具有较高的比表面积, 是一种连续nm级３维网络结构的多孔材料, 其比表面积为1 210 m2/g, 平均孔径为11 nm, 与传统有机气凝胶相比, 提高了比表面积, 一定程度上实现有机气凝胶的扩孔。
溶胶-凝胶 乙醛 有机气凝胶 ICF靶 sol-gel acetaldehyde organic aerogels ICF target 强激光与粒子束
2010, 22(12): 2893
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
靶用氘代聚合物的合成与性能研究一直是ICF领域的研究热点。采用聚苯乙烯(PS)经氢化反应制备出非氘代聚环己基乙烯(PVCH), 利用傅里叶红外光谱仪、核磁共振仪和凝胶渗透色谱对PVCH结构进行了表征, 表征结果与目标结构吻合良好, 同时摸索出最优合成条件, 并通过差式扫描量热仪和热重分析仪对其热性能进行分析。结果表明：PVCH相对于PS的玻璃化转变温度和初始分解温度都有所提高, 分别达到146 ℃和345 ℃; PVCH在溶解度方面也得到改善, 可以完全溶于石油醚和环己烷中。
ICF 靶 聚环己基乙烯 催化氢化 合成 表征 ICF target poly(vincylcyclohexane) catalytic hydrogenation synthey charicterization
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在4 MA以下电流驱动Z箍缩黑腔辐射特性和耦合效率研究牵引下, 研制出了柱型动态黑腔。利用CHO低密度泡沫的自持能力,结合辅助夹具解决了泡沫柱的装配及定位问题。基于负载丝受小应变作用, 丝阵和泡沫柱通过μm量级的自由滑动和转动,具备自动适应靶室环境变化能力。实验结果表明:研制出的动态黑腔在Angara-5-1装置环境中具有自动适应能力, 各项参数满足物理实验的需求, 获得的最高动力学黑腔X光辐射温度为62.7 eV, 实验结果重复性优于91.5%。
Z箍缩 动态黑腔 垂直自适应 靶制备 ICF靶 Z-pinch dynamic hohlraums self-adaptivity target fabrication ICF targets
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
采用自制的甲基丙烯酰多羟基倍半硅氧烷制备了UV固化的有机/无机杂化湿凝胶。湿凝胶经CO2超临界干燥后即得到相应的杂化气凝胶,气凝胶经场发射扫描电子显微镜,高分辨透射电镜分析表明:构成气凝胶3维珍珠链结构的骨架的颗粒尺寸为20～30 nm,骨架上具有5～10 nm的孔洞结构,骨架颗粒有机、无机组分间没有明显的相界面。气凝胶的比表面积、吸附特性和微观孔结构采用经典的N2吸附法获得,结果表明气凝胶比表面积为520.9 m2/g,孔洞结构主要由50 nm以下的介孔所构成。
ICF靶 杂化 气凝胶 紫外光固化 ICF target Hybrid Aerogels UV cure
1 兰州大学,物理学院,兰州,730000
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
3 南京大学,物理学院,南京,210093
以H2、反式-2-丁烯(T2B)和二茂铁混合气体为工作气体,用金属有机等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备了Fe掺杂氢化非晶碳(a-C:H:Fe)薄膜.使用X射线光电子能谱(XPS)对a-C:H:Fe薄膜成分进行了分析.使用台阶仪、场发射扫描电镜(FESEM)、热重分析和紫外可见分光光度计(UV-VIS),对比分析了a-C:H薄膜和a-C:H:Fe薄膜的沉积速率、表面形貌、热稳定性和光学带隙变化.研究表明:相同制备条件下,相比a-C:H薄膜,a-C:H:Fe薄膜的沉积速率高,表面颗粒小,容易碳化,光学带隙变窄.
ICF靶 氢化非晶碳薄膜 等离子体增强化学气相沉积 Fe掺杂 热重分析
