基于高功率激光装置对脉冲氙灯工程运行可靠性的要求, 利用现有的能源模块开展了氙灯放电考核实验。实验结果表明: 虽然氙灯运行在安全的能量负载水平, 当能源模块单个放电回路的峰值功率超过300 MW时, 氙灯石英玻璃管壁存在热损伤风险。肉眼观察到管壁损伤后在反射器对侧的灯管内壁出现乳白色沉积层。经扫描电镜和X射线光电子能谱测试分析, 证实热损伤形成的乳白色沉积物为二氧化硅。为探究管壁热损伤机制, 采用高速摄影观测了氙灯放电等离子体沟道发展过程。图像显示放大器内金属反射器的几何形状对放电沟道的分布产生了显著影响, 尤其是在侧灯箱, 灯内电弧沟道会靠近反射器一侧集中分布, 因此, 导致等离子体对灯管的偏烧。当放电峰值功率超过石英热负载极限时, 管壁表面二氧化硅材料会被烧蚀至蒸发、气化, 并随后沉积在灯管较冷部位。研究结果表明放电回路的放电峰值功率过高、放大器内金属反射器均会对氙灯造成热损伤。

探讨了大功率脉冲电源模块中主放电开关和预电离开关整体系统的设计、制造和试验过程。在主放电回路中选择石墨型两电极气体开关作为主开关，因为其在高峰值和快上升沿时间电流的作用下具有很长的工作寿命，并由此构建了基于脉冲变压器的主开关触发器，其中气路控制装置是该系统的辅助设备。在预电离回路中选择石墨型三电极气体开关作为放电开关，并给出了能够同时输出高电压和大电流的预电离开关触发器的设计原理。最后，电气特性测试实验表明两电极主开关峰值电流超过700 kA，总转移电荷量超过200 kC，此外通过更换电极，开关的寿命可以延长。预电离开关在充气230 kPa绝对气压、充电电压23 kV下，击穿时延平均值为7.5 μs，时延抖动为0.656 μs; 预电离开关寿命试验的结果显示开关工作4000发次后石墨电极无需更换，开关的总转移电荷量超过10 kC。

在神光能源系统模块中, 依据脉冲氙灯放电特性及氙灯放电回路的技术要求, 采用仿真软件OrCAD PSpice分别从脉冲氙灯的五路放电、氙灯能量分配及能源模块在放电过程中存在的故障三个方面进行模拟仿真并给出仿真结果, 并与实际装置运行数据进行比较分析, 其仿真的结果与实际理论分析结论基本一致, 验证了仿真模型及过程的可靠性, 这为高功率激光装置的电子计算机辅助设计和分析提供了一种新途径。

根据强激光能源模块高储能密度电容器在工作过程中,受到连续冲击而使退化失效具有累积效应的特点,提出了利用产品运行过程中性能参数退化的信息,用复合Poisson过程对退化轨道建模并进行可靠性评估的方法.给出了模型参数的矩估计和电容器的平均退化量、可靠度、平均寿命等可靠性指标评估的Bootstrap仿真过程.并通过实例说明了该评估方法在工程中的应用.基于电容退化信息的可靠性评估方法,可以在极少甚至没有寿命数据的情况下给出客观可信的评估结果,在理论和应用上都具有重要的价值.