给出了适用于0.1~5 keV的平响应X射线光阴极的设计方案.采用两层不同厚度、相同面积的相同金属材料制备X射线光阴极, 两金属层的厚度和微观结构经过优化后, 在惯性约束聚变实验感兴趣的能区具有良好的平响应特征, 不需要复杂的解谱过程.选取4种不同的光阴极材料, 改变厚度和占空比设计, 计算得到了光阴极不平整度.模拟结果表明, 该光阴极在0.1~5 keV能量响应基本一致, 不平整度优于5%.

介绍了辐射流体力学程序LARED集成程序的物理背景、模型方程、数值方法和数值算例。该程序主要应用于激光间接驱动惯性约束聚变的二维整体模拟, 兼顾激光直接驱动、辐射驱动靶丸内爆过程和流体不稳定性等物理过程的数值模拟。通过与实验数据、一维辐射流体力学程序进行比对, 验证了程序的可靠性。该程序实现了多群输运建模下NIF点火靶的全过程数值模拟, 并已应用于惯性约束聚变的物理研究。

神光III装置核心X射线分幅相机将用于激光装置性能验收实验和宽范围的高能量密度物理、惯性约束聚变物理及基础物理实验研究.相机系统主要为记录神光III装置靶的时间分辨X射线发射设计，利用可更换的鼻椎实现具有二维空间分辨或者一维谱分辨的靶形貌时间分辨图像.神光III装置核心X射线分幅相机将被嵌入到一个铝制空气包中，空气包具有大容量冷却平板和一个特制的环境监测传感器阵列.相机设计很多部分不同于早期X射线分幅相机，如一套全新的阻抗匹配方案，曝光时间从0.07-1.5 ns可调，先进的荧光屏，脉冲屏压电路，准确的模块定位，独特的监控系统和完全远程计算机控制.其中先进的荧光屏和脉冲屏压电路已经获得初步应用.

针对三倍频过程的逆问题，即如何在给定三倍频脉冲形状及三倍频系统参数的前提下，通过逆算得到输入基频光脉冲形状，并采用脉冲堆积法来获得所需的基频光脉冲，提出了相应的计算模型和方法。以分步傅里叶变换和四阶龙格-库塔法为基础，通过数值拟合等方法，建立了三倍频光强与输入基频光强之间的定量关系。以预期输出三倍频光脉冲为具有特定形状的整形脉冲为例，通过逆算得到了相应的输入基频光脉冲波形。在此基础上，计算获得了脉冲堆积器的衰减系数、延时等控制参数。进而通过对基频光时间波形的整形，实现了所要求的三倍频激光脉冲输出。研究结果表明，该逆算方法具有原理简单、计算快速准确等优点，可为三倍频过程激光脉冲整形设计提供参考。

在利用光纤脉冲堆积器进行脉冲时间整形时, 存在如何确定光纤脉冲堆积器各路的延时、衰减等参数以产生所需脉冲波形的问题。为此分非相干脉冲堆积和部分相干脉冲堆积两种情况, 定量分析了堆积脉冲的特性。在此基础上, 提出了一种逆算方法, 使得在任意给定时间波形情况下, 均可以通过该逆算方法, 简单而准确地计算出光纤脉冲堆积器参数。研究结果表明, 非相干堆积而成的脉冲波形较为平滑, 而部分相干堆积而成的脉冲波形则存在一定的调制; 按逆算结果堆积而成的脉冲波形与给定波形符合很好。

报道了一种利用100 ps啁啾脉冲堆积产生2.2 ns任意整形脉冲的脉冲整形系统。采用掺Yb3＋光纤锁模振荡器得到稳定的锁模光脉冲序列, 将该锁模脉冲通过啁啾光纤光栅展宽并通过1 nm带宽的高斯形光谱滤波器滤波,得到标准的100 ps高斯形啁啾脉冲序列, 将此脉冲选单经过光纤延迟线组成的32路脉冲堆积器, 得到了精度为32 bit的重复频率为1 Hz的2.2 ns 任意整形光脉冲。研究了堆积脉冲的特性, 分析了宽带啁啾堆积整形脉冲的光谱时间扫描特性对激光驱动惯性约束聚变打靶束匀滑的优化作用。实验测得了该系统输出的2.2 ns整形光脉冲具有小于50 ps的上升沿, 与100 ps啁啾脉冲的时间抖动小于4 ps。

色分离光栅(CSG)是一种重要的谐波分离衍射光学元件,它的近场衍射调制可能导致其自身及其后续光学元件的激光诱导损伤。根据色分离光栅的实际制作过程建立了包含对位误差、占空比误差、刻蚀深度误差、塌边误差等多种制作误差的色分离光栅加工误差模型。并基于标量衍射理论,采用傅里叶分析方法,利用该模型推导得到了色分离光栅近场内光强分布公式,并针对惯性约束聚变(ICF)驱动器终端光学系统的色分离光栅进行了计算模拟,得出了近场调制随各种加工制作误差的变化关系。计算结果表明深度误差和塌边误差对光束近场调制有很大影响,对位误差相对影响较小,而相互影响更加严重。该色分离光栅近场分析和计算模拟方法也可用于其他衍射光学元件。