强激光能源系统的Marx触发器

针对强激光能源系统对Marx触发器的输出性能和可靠性要求,介绍了一种六级的Marx触发器。通过采用多级低电感脉冲形成电路获得了高幅值、陡前沿的输出脉冲,运用实验与概率分析相结合的方法,确定了它的工作参数。实验研究结果表明:这种Marx触发器的误触发率和触发气体开关成功率均符合两参数的威布尔概率分布;当欠压比为65%、工作电压为13.5 kV、工作气压（绝压）为0.35 MPa时,能输出幅值120 kV、前沿20 ns的电压脉冲;该触发器能同时满足误触发率低于0.000 1%,正常触发成功率高于99.999 9%的技术要求。经过长时间现场运行测试,Marx触发器工作良好,无异常现象。     

强激光能源系统新型放电回路研究

 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。     

大电流两电极气体开关研究

 由于引燃管难以满足现在能源系统对放电开关承受大电流的要求，因此研制了大电荷转移量两电极气体开关。这种新型气体开关电极间距可调，无触发极，采用同轴结构，并将主电极置于金属腔体内，减少了放电对绝缘支撑的污染。主电极为铜钨合金材料，设计为平顶圆柱状，以提高烧蚀均匀度和热传导效率，减少电极材料喷溅，延长其寿命。绝缘支撑采用碗状结构，提高了机械强度，增加了沿面击穿距离。该开关工作电压达25 kV，放电电流超过100 kA（脉冲宽度600 μs），单次脉冲电荷转移量达50 C。实验结果显示该气体开关触发性能稳定，电极表面烧蚀均匀，多次大电流实验后电极表面保持完好，可应用于强激光能源系统。     

用于神光Ⅲ原型装置20 kJ能源系统的研制

在神光Ⅲ原型棒状放大器能源系统中,采用LC串联谐振变换器构成的软开关式恒流充电单元设计了高精度充电机.同时,基于RLC串联谐振电路的临界阻尼特性,设计了脉冲成形单元.分析了氙灯非线性解决办法及内触发点灯方式的可靠性,得出了脉冲氙灯线形等价和触发脉宽影响点灯可靠性的结论.采取计算机远程集中控制的控制策略,使得该系统控制安全高效.设计的20套能源模块完全符合用户要求,说明该方案具有可行性.     

石墨型高能两电极气体开关

 为大型激光装置能源模块研制了一种采用石墨电极的两电极气体开关,阐述了石墨应用于高能两电极气体开关的技术关键,对气体开关中气体间隙的最优结构进行了电场强度分析。参考美国国家点火装置(NIF)能源模块中ST-300气体开关的已知参数,对研制成功的石墨型两电极开关进行了电气特性试验,证明了石墨型气体开关能够实现峰值电流达300 kA以上,单次转移电荷量100 C以上,寿命超过1 000次,满足1.2 MJ大型激光装置能源模块的工程技术要求。     

高功率激光放大器中的能量传输

片状放大器系统是高功率激光装置最主要的能量和功率来源，它主要解决驱动器的纵向能量传输和转换问题。放大器中能量转换主要通过储能组件、脉冲氙灯、泵浦腔和增益介质等单元部件实现。为了达到最佳的性能和最高的效率，必须使放大器每一个单元部件设计尽量最优，并保持较高的可靠性。影响储能的主要因素见图1。放大器的设计和优化，关联到众多元器件的协同配合，在各单元的设计中必须考虑到对系统的影响和指标分配。放大器的设计需要是在总体设计的框架下，以提高系统的储能效率、增益能力、降低热效应为目标，结合元器件的可靠性水平，进行系统设计。同样，合理均衡的能量转换和传输过程，也是决定放大器稳定可靠、高效运行的前提和保障。     

激光驱动器能源系统实验平台测控系统的研究

 为了提高激光驱动器能源系统运行的稳定性、可靠性、安全性,研制了一套能源系统实验平台的测控系统。该测控系统采用RS-232串行通讯、多线程程序设计来完成并行处理,具有较强的抗干扰能力,可远距离的进行自动控制、数据采集,并能及时的进行数据处理和分析,显示报表并打印。该项研究的结果为大型激光装置的相关系统设计提供了依据。     

激光驱动器能源系统实验平台测控系统的研究

为了提高激光驱动器能源系统运行的稳定性、可靠性、安全性 ,研制了一套能源系统实验平台的测控系统。该测控系统采用 RS-2 32串行通讯、多线程程序设计来完成并行处理 ,具有较强的抗干扰能力 ,可远距离的进行自动控制、数据采集 ,并能及时的进行数据处理和分析 ,显示报表并打印。该项研究的结果为大型激光装置的相关系统设计提供了依据。     

4×2片状放大器能源系统防电磁干扰研究

 对4×2片状放大器能源系统整个充放电过程中的几种电磁干扰进行了详细的分析比较，针对这些电磁干扰，采取储能电容器一端接地、整个能源模块单点接地、预电离屏蔽以及光纤隔离等防干扰措施，消除了4×2片状放大器能源系统的电磁干扰，使整个系统运行安全、稳定、可靠。     

同轴安装避免引燃管自闪

 分析了高功率固体激光能源系统新型放电回路中引燃管的自闪原因，提出引燃管同轴安装结构，利用同轴结构的负反馈作用，把放电电流控制在引燃管中央；同时利用同轴结构的电场屏蔽作用，进一步减少水银在管壁的凝结。在4×2×3片状放大器2 000发次的运行中，引燃管没有发生自闪现象。