“天光一号”平滑化角多路系统的建立

 采用诱导空间非相干（FEISI）的平滑方法结合传递傅里叶面的技术，建立了一套平滑化六束角多路系统。该系统输出总能量158 J，能量稳定度约4％，输出脉冲宽度25 ns，靶面有效焦斑直径400 μm，焦斑均匀性1.6％，激光功率密度3.7×10¹² W/cm²。     

高压大电流SF6激光触发开关中透镜的污染

研究了高压大电流SF6激光触发开关在使用过程中透镜污染的问题,通过对激光触发开关中被污染透镜透过率的测量、透镜表面附着物的分析和透镜使用寿命的数据积累,总结出氟化氢的腐蚀和开关粉尘附着是造成激光开关透镜透过率降低、以致失效的主要原因。通过三种激光触发开关结构参数分析和开关运行数据的比较,认为采用氟化钙透镜、低吸水性绝缘材料、选择轴向绝缘V/N型辅助间隙多电极开关结构、铜钨合金电极、脱水处理等措施,可以降低氟化氢和粉尘的产额,从而增加开关的工作寿命。     

氟化氪短脉冲激光的放大和组束研究

为充分利用氟化氪(KrF)准分子激光放大器的长泵浦时间,探索提高激光输出效率的方法,开展紫外超短脉冲在KrF准分子激光器中多脉冲放大和组束的实验研究。采用双脉冲放大方案研究激光脉冲时间间隔对输出能量的影响,确定延时时间,提高脉冲总能量并有效抑制自发辐射(ASE)。实现了单次放大4个紫外超短脉冲,获得了近4倍于单脉冲放大的输出能量。并探索紫外超短激光脉冲的组束技术,成功应用光学角多路的方法将两个亚皮秒的紫外激光脉冲进行精确组束。     

利用脉冲负反馈压缩准分子激光脉冲

 分析了准分子激光脉冲在放大过程中的展宽现象。将饱和开关技术应用于放电泵浦激光器放大腔的放大压缩,发展了脉冲负反馈饱和压缩技术。利用该技术在天光一号系统前端LPX-150激光器上成功获得能量100 mJ、脉宽10 ns的脉冲输出,其空间分布均匀性保持在3%以内。这证明该技术可与无阶梯诱导非相干技术联合使用,在保证光束均匀性基础上进行脉冲压缩。     

天光一号MOPA光学角多路系统的研制

 光学角多路系统是主振功放(MOPA)装置的重要组成部分。它不仅连接着主振荡器、预放大器及主放大器三个KrF激光系统，而且起着压缩激光脉宽的作用。光学角多路能使主振激光脉冲在能量上得到足够的放大，并使泵浦预放、主放激光腔的电子束能量及其脉宽得到充分的利用。介绍了天光一号装置上MOPA光学角多路系统的结构,并结合多年来运行的实践，提出了若干优化措施。     

激光诱导击穿光谱对U元素的定量分析

铀矿是核领域最重要的矿产资源之一，快速、有效勘探铀矿资源能促进核领域平稳、健康发展。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术具备多目标元素现场快速检测的优点，能实现铀矿资源准确、快速的现场分析。本工作基于LIBS技术对铀矿中U元素进行了定量分析，对比了偏最小二乘(PLS)和随机森林(RF)两种机器学习算法的定量效果。结果显示，RF模型的定量线性相关系数为0.996，对三个验证集的相对误差分别是22.33%、12.79%和12.04%；PLS模型的定量线性相关系数为0.997，对三个验证集的相对误差分别是4.33%、6.63%和6.85%。对比结果表明，本研究中的PLS模型定量准确度更高，同RF算法相比，PLS算法更适用于铀矿中U的LIBS定量分析。