Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
Frequency modulation (FM)-to-amplitude modulation (AM) conversion is an important factor that affects the time–power curve of inertial confinement fusion (ICF) high-power laser facilities. This conversion can impact uniform compression and increase the risk of damage to optics. However, the dispersive grating used in the smoothing by spectral dispersion technology will introduce a temporal delay and can spatially smooth the target. The combined effect of the dispersive grating and the focusing lens is equivalent to a Gaussian low-pass filter, which is equivalent to 8 GHz bandwidth and can reduce the intensity modulation on the target to below 5% with 0.3 nm @ 3 GHz + 20 GHz spectrum phase modulation. The results play an important role in the testing and evaluating of the FM-to-AM on the final optics and the target, which is beneficial for comprehensively evaluating the load capacity of the facility and isentropic compression experiment for ICF.
dispersion grating frequency modulation-to-amplitude modulation conversion high-power laser facility inertial confinement fusion phase modulation 
High Power Laser Science and Engineering
2024, 12(1): 010000e9
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
精密高效的脉冲波形调控是大型激光装置满足惯性约束聚变实验需求的重要技术之一。脉冲波形生成原理是通过编辑任意波形发生器中每个子脉冲的电压值,经电光调制器转换为光脉冲强度形成任意形状的激光脉冲轮廓。在电光转换过程中,各子束响应过程并非线性且子束间存在个性差异。为实现此条件下精密高效的脉冲波形调控,制定并开发了基于闭环迭代思路的激光脉冲波形快速调控方法。实验结果表明,算法可在10 min内实现任意脉冲波形整形,并具备23∶1高对比度脉冲波形调控能力,调控精度均优于10% (rms),满足常规物理实验运行条件下对激光参数调控的精度和效率需求。
高功率激光装置 脉冲整形 迭代算法 high-power laser facility pulse shaping iterative algorithm 
强激光与粒子束
2023, 35(8): 082001
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
高功率固体激光装置的负载问题是制约装置建设与运行的瓶颈问题。在高通量紫外纳秒激光辐照下,熔石英后表面的损伤不断产生和增长,严重限制了装置的负载能力。在提升熔石英抗损伤性能的基础上修复既有损伤,循环使用光学元件,是现阶段提升装置负载能力的主要手段。主要介绍了国内外近年来在熔石英损伤的规律与机制、光学元件循环处理的支撑技术以及提升负载能力的新材料与新技术方面所取得的重要进展。
高功率激光装置 熔石英 激光损伤 化学刻蚀 损伤修复 high-power laser facility fused silica laser-induced damage chemical etching damage mitigation 
强激光与粒子束
2023, 35(6): 061001
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
在高功率激光装置冷冻靶系统中,靶架的细长悬臂梁结构对冷冻靶内部振源有着较大的振动响应,从而会影响装置的束靶耦合精度。针对该问题,研究了长悬臂梁的附加式减振结构,在不增加整体外形尺寸和质量的前提下,通过增加悬臂梁支撑点的方式增大结构比刚度,从而优化其振动响应特性。以美国国家点火装置(NIF)中的靶架作为研究设计主体,通过建立数学模型明确了响应函数的主要、次要影响参数;利用ANSYS有限元模拟的方法确定了重要工程参数的取值范围;通过自主搭建的实验台模拟了不同工况下的振源并对减振靶架进行测试,最佳方案中的振幅优化率为91.7%,冲击收敛时间优化率为77.1%,固有频率达到183 Hz,证明了所设计的减振结构对长悬臂梁的振动响应特性有较好的优化作用。
激光器 结构设计 振动控制 有限元法 参数优化 冷冻靶 高功率激光装置 
中国激光
2023, 50(10): 1001003
宗兆玉 1,2赵军普 1李森 1梁樾 1[ ... ]郑万国 1,*
作者单位
摘要
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
提出了基于激光脉冲波形精密调控和能量稳定性控制的双回路同步闭环设计方法,进而在任意波形发生器与预放大系统输出处建立脉冲波形闭环控制系统,在保偏大模场光纤放大器和再生放大器间建立能量稳定性闭环系统。依托大口径高通量实验平台,实现了激光脉冲波形的快速高稳定精密调控,脉冲波形闭环精度优于2%(RMS),脉冲能量稳定性优于5%(PV)。该技术成功应用到物理实验正式发射中,常规整形脉冲波形的功率准确度优于2%,相关结果有力支撑了ICF激光驱动器激光参数精密调控设计。
高功率激光装置 ITB平台 功率准确度 光束调控 脉冲精密整形 high power laser facility Integration Test Bed power accuracy beam control pulse precision shaping 
强激光与粒子束
2022, 34(3): 031011
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 电子科技大学 光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 611731
3 四川大学 电子信息工程学院, 成都 610064
4 中国工程物理研究院 研究生院, 北京 100088
较为系统地回顾了近年来学术界在随机分布反馈光纤激光器时-频-空域特性方面的研究进展,分析总结了随机分布反馈光纤激光器的时-频-空域动态特性影响因素,展望了随机分布反馈光纤激光器应用于高功率激光驱动装置的前景,并对未来潜在的研究方向进行了探讨。
光纤随机激光器 时域 频域 空域 低相干性 高功率激光装置 random fiber laser time domain frequency domain spatial domain low coherent high power laser facility 
强激光与粒子束
2021, 33(11): 111003
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
在惯性约束聚变(ICF)领域,为了满足物理实验需求,需要采用短波长的紫外激光打靶。目前,国内外高功率固体激光装置普遍采用谐波转换的方式来获得三倍频紫外激光。高效的频率转换必须满足相位匹配条件,而晶体的反射面形畸变过大对准直精度和倍频效率均匀性都会产生不利影响。通过实验验证了晶体准直光斑的质量退化主要来源于晶体因夹持和重力导致的反射面形畸变,证明了改进晶体的夹持方式可以有效改善晶体面形,提高准直精度和准直光斑质量,并显著提升三倍频转换效率。
高功率激光装置 KDP晶体 相位匹配 角度失谐 波前畸变 面形畸变 三倍频效率 high power laser facility KDP crystal phase matching angle-detuning wavefront distortion surface shape distortion conversion efficiency of third harmonic generation 
强激光与粒子束
2020, 32(6): 061002
作者单位
摘要
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
惯性约束聚变高功率固体激光装置研制对大口径光学元件提出了全频段精度控制指标要求, 以及高效率、批量化制造需求。本文围绕“超精密、确定性”强激光光学元件全流程制造方法, 总结了近几年大口径强激光光学元件超精密制造技术取得的重要进展, 重点介绍了单点金刚石超精密切削技术、非球面超精密数控磨削技术、确定性抛光技术等一系列关键技术, 以及相关工艺及装备在强激光光学元件批量制造流程线中的应用情况。
高功率固体激光装置 大口径光学元件 光学超精密制造技术 确定性抛光 high-power laser facility large-aperture optics optical ultra-precision manufacturing technology deter-ministic polishing 
光电工程
2020, 47(8): 200135
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
光束精密调控是惯性约束聚变(ICF)研究对激光驱动器的基本需求,它是一项装置层面的系统工程。主要介绍了中国工程物理研究院激光聚变研究中心近年来在靶面光强控制、脉冲波形控制、光束近场控制以及在新型光束探索方面所取得的重要进展。
高功率激光装置 靶面光强控制 脉冲精密整形 光束近场控制 新型光束探索 high power laser facility focal-plane irradiance control pulse precision shaping beam near-field intensity control novel beam exploration 
强激光与粒子束
2020, 32(1): 011003
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 清华大学工程物理系, 北京 100084
3 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
X射线荧光成像技术具有局域探测能力,适合诊断复杂几何构型流体运动,在实验室天体物理、惯性约束聚变等高能量密度物理领域具有重要的应用前景。基于神光Ⅲ原型激光装置,开展了X射线荧光成像的原理验证实验。实验采用聚4-甲基-1-戊烯泡沫掺杂TiO2纳米颗粒为静态客体,以钒等离子体辐射为荧光泵浦源,以平晶谱仪为分光和成像设备,成功获得了钛原子K壳层荧光的一维空间分辨强度轮廓。基于荧光产生和平晶成像原理,对荧光信号强度进行了定量估算,结果表明,模拟和实测荧光强度轮廓符合较好。该工作可为X射线荧光成像技术在复杂几何构型流体实验中的应用提供参考。
X射线光学 X射线荧光成像 平晶谱仪 掺钛泡沫 高功率激光器 
光学学报
2020, 40(6): 0634001

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