利用自主设计和搭建的1 m3矩形泄爆系统, 开展了顶部点火条件下7%～13%浓度范围的甲烷-空气预混气体泄爆实验, 研究甲烷浓度对泄爆过程中火焰演化和内部超压特性的影响规律, 并结合压力时程曲线和火焰演化图像等进行机制分析, 研究结果表明: 浓度对甲烷-空气预混气体的泄爆特性有显著影响, 在特定甲烷浓度下, 容器内部超压出现双峰现象, 在各浓度下均出现压力峰值P1, 而压力峰值P2仅在浓度为9%出现。各浓度均出现的第一压力峰值P1随着浓度的增加呈现先增大后减小的趋势, 而该峰值出现时间的变化趋势却与之相反, 两者均在甲烷浓度10%下取得极值。这一现象主要由初始火焰传播、外部爆炸、亥姆霍兹振荡和泰勒不稳定性等因素综合影响形成。仅在甲烷浓度9%出现由火焰与声波耦合作用诱发产生的声学峰值P2, 该峰值远大于压力峰值P1; 其主要由火焰和声压的相互促进与扰动触发热声耦合作用影响形成。火焰向下传播速度随浓度呈先增加后减小的趋势, 在甲烷浓度10%时达到最大值, 且稍富燃状态下燃烧速度总体较快。

针对双锥对撞点火方案实验中的受激布里渊散射过程，发展了一套门控角分辨全口径背向散射诊断系统。设计了光纤阵列，对神光-ⅡU装置打靶伺服反射镜上的散射信号进行收集，利用其时间特性，通过相对测量的方式，获得了角分辨的背向受激布里渊散射能量份额，发现其角分布敏感依赖于激光在球壳表面的辐照模式，为深入研究双锥对撞点火方案中的受激布里渊散射过程提供了可靠的实验结果。

2022年12月13日，美国能源部(DOE)及其下属的国家核安全管理局(NNSA)宣布，劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)利用其建立的国家“点火”装置(NIF)，在人类历史上首次实现了聚变产能大于驱动聚变发生的激光能量这一“点火”里程碑，将为美国核**物理规律和效应研究、核**库存管理等提供重要支撑，为未来清洁能源的发展铺平新的道路，并为高能量密度物理研究提供新的手段和平台。本文专访了中国工程物理研究院激光聚变研究中心郑万国研究员，就发布会传递信息、惯性约束聚变(ICF)实现途径及存在难点、激光聚变“点火”历程、未来ICF和惯性聚变能(IFE)发展前景，以及激光晶体在ICF和IFE中重要作用等业界广泛关心的几个问题进行解读，以期为读者提供专业的信息，使大家进一步了解ICF发展趋势和IFE发展前景，并针对相关晶体材料开展基础研究及关键技术攻关，牵引和支撑未来激光聚变驱动装置建设。

金纳米粒子具有较大光吸收截面和光谱选择性, 在激光点火含能材料中具有极大的应用潜力。本文根据目前实验中所制备的纳米金属复合炸药的结构和尺寸, 构建了三种复合炸药的光吸收模型, 分别为Au核RDX壳球形纳米粒子, Au-RDX-Au-RDX均匀相间的球形纳米粒子, 以及RDX核Au壳的纳米粒子。利用离散偶极近似方法(DDA)对纳米金复合炸药的近红外吸收光谱进行了分析, 并考虑了多种模型核壳尺寸及周围环境介质对光吸收性质的影响。获得了近红外光辐照下, 纳米复合结构的最佳结构尺寸参数。结果表明, 当制备成纳米级Au核RDX壳球形粒子时, 其对近红外光(800 nm)波长具有较高的光吸收, 相应的核壳尺寸约为60 nm和20 nm左右, 且在水中的吸收要比在空气中的吸收强。

随着半导体激光技术的快速发展，以半导体激光为核心光源的激光点火技术得到越来越广泛的应用。本文开展了高效激光点火光源的研究，设计出一种单光纤双波长输出的光学结构，将高功率976 nm点火激光和低功率1310 nm检测激光通过空间合束以及波长合束技术耦合到芯径为105 μm，数值孔径(NA)为0.22的光纤中，获得了输出功率大于10 W的976 nm点火激光以及输出功率大于1 mW的1310 nm检测激光，其中高功率点火激光的耦合效率超过90%；通过自聚焦透镜对出纤激光进行光束整形，与自由输出光束相比，整形后出射光斑发散角减小了，入射到点火药剂上的光功率密度增大了，点火效率提高了。实验结果表明，所设计的分光镜膜系以及光路结构可实现光路自检以及高功率点火激光的输出功率同步自检，满足该领域对于点火光源高效率、高可靠性的应用要求。

针对红外与可见光图像融合细节信息不够丰富、易出现伪影等问题,提出了一种结合脉冲耦合神经网络(PCNN)与引导滤波的红外与可见光图像融合方法。改进传统PCNN模型结构,在脉冲产生单元加入抑制项,避免像素重复点火对点火时间矩阵带来噪声;以原图为引导图像对点火时间矩阵T进行引导滤波,得到兼具显著信息与边缘细节信息的多区域加权划分矩阵;基于该多区域加权划分矩阵,对红外与可见光图像进行加权融合。同时,根据PCNN数学模型点火行为分析,提出了一种包含约束的PCNN模型参数设置方法,可降低PCNN模型参数设置的复杂度。实验结果表明该融合方法具有较高的融合效率,同时融合图像细节信息丰富,无明显伪影,交叉熵、空间频率指标相对于当前常用融合方法均较优。

研究了一种基于Nd∶YAG/Cr∶YAG复合晶体结构的被动调Q固体微片激光器。以Cr∶YAG可饱和吸收体为被动调Q器件,采用元件一体化设计,输出单脉冲能量为3.5 mJ,脉宽为2.1 ns,峰值功率为1.67 MW,性能指标达到国际同类水平。利用被动调Q激光速率方程,计算了微片激光器的关键参数,脉冲能量的理论值与实验值基本一致。对复合微片激光器元件进行了集成和组装,得到了Nd∶YAG/Cr∶YAG微片激光器原理样机。样机能够成功击穿目标靶附近的空气并产生等离子体,初步满足了作为激光火花塞的技术要求。

稀薄燃烧能够提高内燃机的热效率并降低污染物的排放,但稀薄燃烧的火焰传播速度慢且在高压下易出现局部淬火现象。激光诱导火花点火能够有效解决燃料在低当量比和高压下燃烧遇到的问题, 此外激光点火能够实现多点点火从而缩短燃烧时间并增大燃烧室压力,相较于传统的电火花塞点火技术具有很大优势。锥形腔、衍射透镜、空间光调制器和达曼光栅均已被用于实现多点激光诱导火花点火。归纳了多点激光诱导火花点火的几种技术途径, 讨论了内燃机多点激光诱导火花点火的研究状况和最新成果。对实现多点激光诱导火花点火的几种方法进行了评价, 并指出了每种方法在多点激光诱导火花点火中的优势和需要解决的问题。在此基础上, 对内燃机激光多点点火技术的研究前景进行了展望。