在惯性约束聚变(ICF)高功率激光装置中，自适应光学波前控制技术是确保装置安全顺畅通光以及光束质量达标的关键技术之一。本文介绍了我国 ICF激光装置中波前控制技术从概念的提出到大规模应用的研究和发展历程，重点介绍了在装置不同发展阶段针对装置的需求所研究和发展的关键系统技术，包括基于远场焦斑优化的爬山法波前控制技术、基于双波前传感器数据融合的全装置波前控制技术，以及旋转腔激光装置结构中基于双变形镜的全系统波前控制技术，并介绍了相关技术在装置上的应用结果。

巨型高峰值功率激光装置的总体规模与性能是一个国家在强激光技术研究与应用领域综合实力的集中体现。简要介绍了装置基本结构、关键科学技术与工程问题以及总体设计要素, 回顾了两台中国二代巨型高峰值功率激光装置的基本状态与技术特点, 展望了未来中国高峰值功率激光技术与工程发展的基本趋势。

地震易损性是指在不同地震强度作用下结构达到或超过某种极限状态的概率分布描述。为了对神光Ⅲ主机装置靶场建筑结构进行地震易损性评估, 采用汶川地震波作为输入, 对靶场建筑结构进行非线性时程分析。并以最大层间位移角作为结构破坏指标, 以PGA(Peak Ground Acceleration)作为地震动强度指标, 分析得到了结构的地震易损性曲线和易损性矩阵, 当发生8度及9度罕遇地震时, 主机装置靶场建筑结构发生破坏损伤概率很小的结论。

在大型固体激光器结构稳定性设计中，数值模拟结果是结构稳定性设计的主要依据，故数值模拟的可信度至关重要。为了评估装置稳定性计算结果的可信度，基于现代模型验证与确认技术中关于不确定性源的量化及传播分析方法、模型形式误差与预测推断的叠加方法研究，对靶球结构的最大位移响应进行了预测推断。稳定性分析中为了快速进行不确定性参数的传播和灵敏度分析，使用二次响应面模型作为代理模型，灵敏度分析结果表明模态阻尼比对靶球结构的稳定性影响更大。对关心量的稳定性预测结果表明，靶球结构最大位移响应的上界与稳定性设计指标相比，安全裕度仍大于7，说明主机装置的稳定性设计具有足够的可信度。

根据神光-Ⅲ激光器的运作方式和靶室结构，成功研制出用于神光-Ⅲ激光器装置的X光双通道单分幅相机系统。该相机系统主要由针孔成像组件、MCP选通技术型分幅相机和科学型可见光CCD三部分组成，同时系统具有线下瞄准、线上三维调节的功能。系统中针孔直径为10 μm，放大倍率为5，分幅相机单画幅宽度13 mm，长度36 mm，曝光时间0.5~10.0 ns可调。在神光-Ⅲ主机装置上成功完成了对此系统的性能考核，结果表明，该系统完全能够应用于神光-Ⅲ装置上，而且与传统方式上的针孔成像组件配接X光CCD组成的成像系统相比，具有更好的信噪比和空间分辨。

针对神光Ⅲ主机装置的靶室结构和打靶方式要求，基于针孔成像原理，成功研制出应用于神光Ⅲ主机装置的X光静态成像系统。该系统采用模拟靶组件进行离线瞄准，并可进行在线轴向和指向调节，调节精度分别为81 μm、40 μm。针孔组件和滤片组件的自动更换使系统实现了真空环境下的在线快速切换和运行。同时使用有限元软件ANSYS对系统的变形与应力进行模拟分析以保证系统的可靠性。系统搭载X光CCD在神光Ⅲ主机装置上进行激光打靶考核，实验结果表明，该系统达到神光Ⅲ主机装置使用要求。

针对神光Ⅲ主机装置真空靶室系统横向刚度较弱、必须进行现场精密加工和安装等研制中的技术难题, 对真空靶室组件的结构和整体加工工艺进行了设计。结合靶场总体稳定性设计思路, 设计了垂直支撑结构和能提供摩擦阻尼耗能的横向支撑结构, 并对壁厚进行了优化设计。通过使用开孔器、六维调节结构和激光跟踪仪, 设计修配调整垫等, 解决了现场精密加工问题, 实现了靶室与靶场基准体系的精密对接。计算结果表明, 48束打靶透镜平均平动位移均方根值为2.8 μm。建成后, 靶室中心高度偏差为±0.12 mm, 水平偏差达到±0.18 mm, 各重要联接法兰对心偏差达到0.35～0.40 mm。

为使神光Ⅲ主机装置的打靶精度达到30 μm，本文以稳定性指标为前提设计了该装置的靶场编组站，并对编组站刚架和传输反射镜组件进行了优化。采用钢筋混凝土结构支撑编组站刚架，在编组站刚架主框架内增加斜撑，以减小并合理分布编组站刚架的质量载荷，同时对局部的横梁增加人字形斜撑。设计了反射镜架且使其基频远高于编组站刚架基频以抑制编组站反射镜在随机宽频振动激励下的角度漂移。对靶场结构有限元(FEA)模型的力学分析表明，编组站中87％的传输反射镜的角度漂移低于0.48 μrad，根据靶场系统中各元件漂移对光路定位误差的影响公式进行分析，结果显示编组站反射镜角度漂移可以满足靶场各单条光路定位误差不超过12.9 μm的稳定性指标，证明所设计的神光III主机装置编组站可以满足相应的稳定性要求。