光学元件经过激光预处理后,其抗激光破坏能力最大提高2倍以上 ,系统研究激光预处理机理和工艺,能安全可靠地提高光学元件损伤阈值,提升高功率激光 系统的能量密度.研究了几种sol-gel膜、PVD膜在预处理前后膜层表面的变化(损伤形貌 )以及损伤阈值的增幅,发现预处理过程膜层仍然发生了一定程度的轻微损伤,这种损伤和膜层本身缺陷、激光参数密切相关,预处理过程可逐步消除膜层缺陷.

给出了含时的波动方程的一族特解--超短脉冲Bessel光束,其脉冲光束的空间和 时间部分可以做分离变量,空间部分在传输过程中保持Bessel光束不变,而时间脉冲部分的传输行为类似于 在普通色散介质中的传输,此效应被称之为空间诱导色散效应.

在对数字全息技术进行严格理论分析的基础上,指出随单个CCD像元尺寸的减小可能被记录物体的横向尺寸将变大,所允许的纵向尺寸却变小;另一方面其系统误差和被测量值本身的大小成正比,和横向分辨率成反比.

研究了一种采用新型泵浦耦合方式的固体激光器.大功率环形LD阵 列紧密环绕棒状Nd3+:YLF增益介质进行直接泵浦,泵浦光的利用率和泵浦均匀性有 较大提高,1 054nm波长处的自由振荡脉冲能量输出最大达1.01J,激光器的效率有显著提高.

采用阵列传感器测量光斑方法在实际使用中非常有效,但固定阵列在设计中存在一些困难,通过旋转系统的设计,成功研制出大单元数的阵列光斑测量仪.旋转系统本身的特性要求机械和电路设计采用特殊的结构以解决系统的稳定性.给出了系统研制的设计思想,实现方法及实验测量结果.

首次在氯气流量为110mmol/s、采用方列管型射流式O2(1Δ)发生器(SPJSOG)以及列阵式超音速氧碘混合喷管的COIL装置上,以氮气替代氦气作为载气进行出光实验研究.初步实验获得1.8kW的激光输出功率以及18% 的化学效率.

采用简化动力学、增益模型,分析了常规虚共焦非稳腔和含屋脊镜折叠非稳腔这两种腔型在COIL中的应用,计算表明,折叠腔在改善COIL近场光强分布均匀性和提高近场输出功率方面明显优于常规腔.

首次提出激光辐照下双层金属板界面会由于变形而产生脱离,从而对双层板之间的传热有明显的影响,通过实验和数值模拟验证这一提法.该工作丰富了接触热阻概念,有助于进一步加深对强激光破坏机理的研究,同时提供了一条有效的抗强激光加固的途径.

采用数值模拟的手段,对压力恢复系统超声速扩散段三维流场进行 研究.数值模拟使用LU分解法和NND差分格式求解全Navier-Stokes 方程,并加入了湍流模 型.对得到的流场结构进行了分析,为下一步工作打下了基础.

提出了一种新的SBS激光组束的方法.此方法中,一束按时间分布的激光脉冲序列作为泵浦光从SBS放大池的一端入射,另一束Stokes频移种子光从SBS池的另一端入射,Stokes种子光在SBS池的相互作用区提取泵浦光能量.研究了组束效率和输出脉宽随脉冲串个数、间隔和泵浦功率密度等的变化规律.研究结果表明种子注入型泵浦脉冲串的受激布里渊散射相位共轭组束是一种高效的组束方法.

基于迭加原理,引入了利用双曲余弦-高斯光束的相干迭加而得的新光束,结果表明这类迭加光场的场强分布在适当参数条件下可具有平顶结构,并且分析了这类迭加所得的平顶光束的束传播因子与束参数的关系.

以简单的火花间隙作为放电开关,建立了一种用于ps脉冲激光放大 的大口径放电泵浦KrF准分子激光器.该激光器的有效增益口径截面为4cm×3cm,在自由 运转情况下最大激光输出能量为1.3J,脉宽20ns.用作ps放大器时,利用光学偏振放大方式 获得了激光能量140mJ,脉冲宽度10ps的激光输出.利用XeCl激光泵浦的染料激光作为探针 测量了不同放电条件下和不同气分比条件下激光的增益和吸收系数.

介绍了飞秒非线性光脉冲研究的最新进展.超快技术的发展已经能够产生仅含几个振荡周期的超强脉冲,其强度梯度使电子可以存在于比库仑束缚场高许多倍的外场产生的原子束缚态,并产生了同光频相差不大的电离率,从而导致了非线性光学的一些新的现象.

利用扫描电镜对预应力简单结构件强激光破坏实验的部分试件残片进行了表面、断口和金相观察,分析了强激光对LY12(CZ)铝合金材料性能的影响,初步分析了热力联合加载下材料失效的原因和基本特征,为进一步分析激光破坏机理提供了细观损伤的依据.

应用信标技术可以降低大气湍流对光学系统的影响,人造信标是主动校正大气造成的波面相位畸变的重要手段.介绍了人造信标实验系统和利用后向瑞利散射人造信标进行的波前测量结果,分析了人造瑞利后向散射信标系统指标和波前畸变测量结果的关系.

实验研究了紫外高强度超短脉冲激光(248nm,440fs,50mJ)辐照固体靶时产生的硬X-射线(大于30keV)能量连续谱,靶上强度达到1017W/cm2.P极化光45°照射5mm铜片,实验探测到了能量大于200keV的X射线信号,利用Maxwellian分布拟合能谱得到了的超热电子温度为67keV.

在神光II激光装置上进行了类镍-银X射线激光及其作为探针测量等离子体电子密度的实验研究,获得了类镍-银X射线激光饱和输出,并获得了包含待测等离子体电子密度分布信息的莫尔条纹图像.

采用随机数的方法,发展了一种普适的多层膜设计方法,这种方法除可设计一 般的周期多层膜,更重要的是它可以根据选定的评价因子,设计不同要求的非周期多层膜.用磁控溅射方法完 成软X射线多层膜制备,X射线衍射、卢瑟福背散射、俄歇电子谱和反射率的相对测试用来表征多层膜结构和特性,所 得结果说明多层膜的结构完整,周期参数正确.用离子束溅射方法成功地制备了有一定反射率和透过率的软X射线 半反半透分束镜;分析了Ag和Zr衰减膜中的杂质含量与分布及其对衰减膜特性的影响,并对衰减系数进行了修正,为实验提供优质的衰减膜.

报道了计算高温高密等离子体吸收谱和发射谱(光学薄)的理论方法;该方法基于相对论原子理论,可以计算任何单元素以及多元素等离子体的谱分辨X射线吸收谱和发射谱光学薄;应用量子亏损理论可以减少计算量.利用该方法计算金等离子体LTE吸收谱,计算结果与实验符合良好.对金等离子体LTE的光学薄发射谱进行了研究,这将有利于对实验进行进一步的诊断分析.该理论计算方法可提供等离子体内各电离度能级布居等重要物理参数.因此经"标准实验"检验的该理论计算方法将是提供ICF"精密"物理辐射参数的重要基础.

从理论上分析了强激光能源系统新型放电回路能量传输效率和氙灯能量分配均匀性问题,给出了预电离回路的实验研究结果,此外还介绍了新型大尺寸氙灯爆炸能量的测试情况.

简要描述在神光Ⅱ装置上进行的部分物理实验,为神光Ⅱ激光装置提供光学性能指标.神光Ⅱ激光装置已经能在三倍频、外转换效率高于60%的条件下常规输出三倍频能量.穿孔实验表明,蓝光(3ω0)的光束质量,特别是远场旁瓣分布质量,甚至于要好于红光(1ω0光).用100ps脉冲宽度的红光输出打爆推内爆的氘氚球靶,获得单发最高中子产额4×109个.基频线聚焦打靶,获得类Ni银X光激光饱和输出,并成功应用于激光等离子体密度测量,观测到莫尔条纹移动.

在无阶梯诱导空间非相干光束平滑技术中,用作前端的部分相干源是重要的组成部分.介绍了利用准分子激光进行的部分相干源实验,发现聚四氟乙烯是一种较理想的散射材料.研究了聚四氟乙烯散射源对光束的散射性能,给出了光束均匀性、空间相干性和能量转换效率等参数.

用数值模拟方法研究利用辐射加热来产生均匀等离子体状态,它可 被用来测量元素的辐射不透明度,校验辐射不透明度理论.研究了在辐射加热铁的"三明治 "型靶时影响生成均匀等离子体状态的几个重要因素(样品厚度、CH膜厚度和辐射源)所起 的作用,研究发现,当铁等离子体通过热传导达到均匀状态时,其尺度必须与此时的传热距 离相当,从而定出铁样品的厚度;低Z介质CH膜对铁等离子体有明显的箍束作用,调整CH膜 的厚度可以调节所产生的等离子体状态;调整不同方向上的CH膜厚度,可以控制铁等离子体 的膨胀方向,使它尽可能地达到一维膨胀,使得反推出的等离子体密度可以更加准确;样品 的种类、厚度以及外面的低Z介质厚度决定了在某时刻能获得的等离子体状态,以及为产生此等离子体状态所需的最低辐射能.

生长了不同季氨盐掺杂浓度的KDP晶体,其锥光干涉实验显示了晶 体的内应力引起的双折射和双轴晶特性较明显.透过率特性的实验结果表明,不同浓度的季 氨盐对KDP晶体的光学均匀性有较大影响.报道了掺季氨盐0.001%的KDP晶体的异常光学透过率特性以及晶体具有三维变化的波片效应和旋光特性.

由自由电子激光物理出发,讨论自由电子激光对射频直线加速器微波功率源稳定性的要求,并据此得出国内目前已在运行的两台自由电子激光装置实现稳定运行微波功率源稳定性需达到的指标.

发展了一种计算多注速调管双重入式谐振腔的计算方法.根据场的 等效原理将(模型等效后)腔体划分为二个规则区域,每个区域上的场由公共界面上的虚设 磁流所激发.利用格林函数积分法可求得各场的分布,由相邻区域公共边界场的匹配条件得 到场匹配方程,从而求解出腔体谐振频率,并采用微扰法对计算数据予以修正,同时可得到 腔体另一重要参数特性阻抗.另外使用HFSS软件仿真腔体,并给出计算、仿真、实测数据比较.

利用等效电路法和高频分析软件(HFSS)对A6相对论磁控管谐振系统进行 了理论计算与模拟分析,着重考虑了相对论磁控管端帽的引入对谐振频率的影响.模拟和冷 测均表明:相对论磁控管端帽的引入将对谐振频率造成一定影响,在端帽的某些尺寸下,同一模式将会分裂出两个谐振频率.这将加剧磁控管内部的模式 竞争而不利于磁控管的工作.

使用频域矩量法(MM)和时域有限差分方法(FDTD)对VLASOV天线进行了 系统研究.通过数值模拟:对VLASOV天线中的模式转换及辐射过程进行了清晰的物理描述; 对VLASOV天线进行了参数化研究;并为实验提供了加工原型,实测结果与模拟结果吻合良好.在此基础上,结合VLASOV 天线在高功率微波系统中的应用提出了一种新的设计方案.该方案实现了天线与天线罩的一体化设计,使辐 射波束实现了较好的圆对称性,天线增益提高6dB,第一副瓣电平下降13dB.

简单介绍了高压脉冲电晕法脱硫的基本原理,以及对重复频率脉冲电源性能的要求;分析脱硫反应器独特的电气特性对电源系统的影响;对重复频率脉冲电源的设计方法及技术路线进行相关探讨.

主要叙述高功率二极管的理论模型和结构设计,采用基于引导磁场和相对论近似情况下的空间电荷限制流模型,对磁浸没无箔二极管产生的空心相对论电子束进行了动态数值模拟,研究了二极管几何结构及引导磁场对二极管束流特性的影响.

阐述了地对空雷达干扰系统中角跟踪统系统组成和工作原理,重点分析了系统随机误差等影响跟踪精度的六点主要因素,提出了利用计算机控制技术对系统误差进行修正以提高跟踪精度的方法和措施.

介绍了X波段渡越管振荡器的频谱诊断系统,并根据频谱测量结果对X波段渡越管振荡器的结构参数和工作参数进行了调整,使X波段渡越管振荡器的微波输出结果有了明显改善.

通过对半导体材料中载流子迁移率的特性分析,在原HPM探测器的 基础上,提出了探测器中半导体传感器的新设计,使探测器的检测灵敏度提高一个量级;同 时研制成功S波段HPM探测器.在传感器的加工方面采用了新的工艺,并对电源进行了改进, 使之功能完善、使用简单、具有实用性.其电源偏压在40V时,X波段的探测器在60kW时输出 检测脉冲信号幅度高达9V,S波段的探测器在600kW时输出检测脉冲信号幅度高达10V,可适用于10～500ns脉宽的HPM功率测量.

密封电真空器件的可靠性尤其重要,而影响其可靠性的主要因素是 真空度.对于具有两个电极的密封电真空器件由于无法利用其自身的电极结构直接测定其真 空度,因此需要研究并建立一种合适的真空度测量方法.分析了利用潘宁放电来测量两个电 极的密封电真空器件真空度的工作原理,设计了测试实验装置,初步建立了密封电真空器件的潘宁放电模型,给出了有关实验数据.

为获得用于高平均功率自由电子激光(FEL)的高平均流强电子束,设计了一种新型的DC-SC光阴极注入器, 并对其进行了优化设计和束流动力学研究. 该注入器由皮尔斯直流引出结构、1+1/2超导腔和同轴功率耦合系统组成,可以提供高品质、CW模式或高占空比的电子束. 模拟和优化结果表明DC-SC光阴极注入器完全可以用于高平均功率自由电子激光.模型腔实验验证了理论模拟的可靠性.

针对更高能量注入器的技术要求,在现有的2MeV注入器阴阳极头部 分别设计出了尼龙材料的分层径向匀场环绝缘支撑结构.实验结果显示,在保证可靠绝缘的 基础上,改善了阴阳极间的机械对中性能,提高了束、场、机械三轴的同一性,为2MeV注入器实验平台各项技术指标的提高奠定了基础.

在激光驱动的光阴极注入器产生的高亮度电子束中,空间电荷引起发射度的增长.分析了射频腔中引起发射度增长的因素以及解决这个问题的办法--在射频腔的阴极附近加一个螺旋聚焦磁场进行补偿,也给出了补偿后电子束的发射度并和数值模拟结果进行比较,实验测试表明,所得结果比较符合.

研究了SF6-N2混合气在四倍频Nd:YAG激光脉冲作用下的触发 特性.实验结果表明:充SF6-N2混合气的火花隙的触发延迟和抖动、最低可触发阈值 随充气压力及混合气中SF6含量上升而上升,随激光波长减小而减小,火花隙的触发延迟 和抖动随焦距的减小而减小.由于SF6-N2混合气的介电强度、触发延迟和抖动与混合气中SF6含量之间均存在非线性关系,作为开关工作介质, SF6-N2混合气的综合性能较好?腟F6含量范围是5%～45%.

喷气Z箍缩的负载参数(如质量线密度及半径)必须和脉冲驱动源的电流 (幅值和上升时间)相匹配.作者利用微型快速电离规测量了喷气Z箍缩中超音速喷嘴产生 的气体负载的密度分布,并由此得到了负载质量线密度为43μg/cm,这符合原定的喷嘴设计指标.

研究了电子通量对ZnO/K2SiO3热控涂层光学性能的影响.分别 采用通量为5×1011/cm2·s,8×10¹¹/cm2·s,1×10¹²/cm2·s 和5×10¹²/cm2·s的电子对试样进行辐照.电子辐照下涂层的光学性能发生了退化 ,并且发现了退化涂层在空气中的"漂白"现象.分析了ZnO/K₂SiO₃热控涂层光学性能 的退化机制,同时讨论了电子通量对太阳光谱吸收系数的影响.实验结果发现,在5×10 ¹¹～1×10¹²/cm2·s的电子通量范围内,电子通量对ZnO/K₂SiO₃热控涂层 光学性能的影响相同.因此在这个电子通量范围内,采用加速地面试验来模拟空间的电子辐照效应是有效的.