天光一号打靶聚焦系统的研制

介绍了在天光一号MOPA光学角多路系统中,将6束KrF准分子激光引入靶室的方法以及聚焦系统的研制。用紫外CCD相机测得6束激光聚到平面靶上的焦斑直径为290μm,靶上的功率密度达到8×1012 W/cm2。     

天光一号预放大器电子束产生和传输

 论述了天光一号电子束泵浦KrF准分子激光预放大器电子束产生和传输系统的研制。针对低电压(400kV)和高电流密度(143Acm^-2),重点考虑了二极管真空绝缘界面、电极结构、漂移区长度和主膜支撑等问题并介绍了实验结果：二极管电压在450 kV以上仍能稳定工作,电流上升前沿约20ns,电子束总束能4.2kJ以上。只要开关导通时间选在PFL电压峰值附近,Marx 建立时间抖动小于20 ns,对总束能的影响将小于5%。     

天光一号预放大器电子束产生和传输

论述了天光一号电子束泵浦KrF准分子激光预放大器电子束产生和传输系统的研制。针对低电压(400kV)和高电流密度(143Acm-2),重点考虑了二极管真空绝缘界面、电极结构、漂移区长度和主膜支撑等问题并介绍了实验结果：二极管电压在450 kV以上仍能稳定工作,电流上升前沿约20ns,电子束总束能4.2kJ以上。只要开关导通时间选在PFL电压峰值附近,Marx 建立时间抖动小于20 ns,对总束能的影响将小于5%。     

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。     

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。     

天光一号预放大器实验条件的优化

天光一号预放大器是Φ12cm口径的电子束双向泵浦KrF激光双程放大器。通过调整二极管阴阳极间距,获得了从Marx发生器到二极管的最大能量传输效率和较小的后脉冲。研究了不同阳极材料和气室中不同气压下,电子束在气室中的能量沉积以及阳极膜和压力膜的寿命,并分析了膜损伤原因,将预放大器的实验条件进行优化,使预放大器能长期稳定的工作。     

天光一号预放大器实验条件的优化

 天光一号预放大器是Φ12cm口径的电子束双向泵浦KrF激光双程放大器。通过调整二极管阴阳极间距,获得了从Marx发生器到二极管的最大能量传输效率和较小的后脉冲。研究了不同阳极材料和气室中不同气压下,电子束在气室中的能量沉积以及阳极膜和压力膜的寿命,并分析了膜损伤原因,将预放大器的实验条件进行优化,使预放大器能长期稳定的工作。     

“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。     

“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。     

空间层叠矩形阵列式角多路解码光路设计

根据角多路技术原理,提出了一种矩形阵列空间层叠形式的解码光路结构和先分组解码再组内解码的两步解码方式,并针对本实验室的高功率准分子激光系统给出了具体的解码光路设计实例。该方法具有解码精度高,设计误差小,与光路准直、激光参数测量系统等兼容性好,便于加工制作和安装调试等优点。     

空间层叠矩形阵列式角多路解码光路设计

根据角多路技术原理,提出了一种矩形阵列空间层叠形式的解码光路结构和先分组解码再组内解码的两步解码方式,并针对本实验室的高功率准分子激光系统给出了具体的解码光路设计实例。该方法具有解码精度高,设计误差小,与光路准直、激光参数测量系统等兼容性好,便于加工制作和安装调试等优点。     

ArF准分子激光振荡放大系统的研究

研究了ＡｒＦ准分子激光振荡放大系统，中心波长１９３ｎｍ，用一只闸流管作为开关元件，通过主充放电网络匹配，有效地解决了两台器件的放电抖动，振荡放在倍数达到约５０倍，系统单脉冲输出能量５０ｍＪ，光束发射角低于０．２０ｍｒａｄ。     

准分子激光用矩形脉冲磁场线圈的研制

叙述用于准分子激光实验的矩形磁场线圈的设计、加工工艺及实验结果。该线圈内表面尺寸为925×425×100mm3,用此线圈在激光腔内得到了磁感应强度为0.225T的磁场,在准分子激光实验中明显地改善了电子束的均匀性。     

准分子激光用矩形脉冲磁场线圈的研制

 叙述用于准分子激光实验的矩形磁场线圈的设计、加工工艺及实验结果。该线圈内表面尺寸为925×425×100mm³，用此线圈在激光腔内得到了磁感应强度为0.225T的磁场，在准分子激光实验中明显地改善了电子束的均匀性。     

准分子激光功率标准探测器的研制

采用高热导率碳化硅陶瓷作为吸收体材料,基于厚膜技术制作电热单元,研制了10 mW～1 W电校准准分子激光功率标准器,基于电替代法实现激光功率量值复现,量值复现不确定度达到0.26%（k=1）。在脉冲激光条件下对SiC陶瓷和几种常用的面吸收体材料进行了激光损伤测试,结果显示高热导率SiC陶瓷具有较高的抗损伤性能,设计的锥形结构吸收体在248 nm准分子激光条件下能量损伤阈值为2.2 J/cm2。在多波长下基于积分球系统测量了腔体吸收率,介绍了248 nm准分子激光条件下吸收率测量方法,设计的腔体在几种波长下吸收率大于0.99。基于电校准法实验测量了标准器的光电等效性,灵敏度光电不等效修正因子为1.002 6。     

一种非侵入式检测聚焦超声场的方法及装置

介绍了一种用激光通过声光折射法对聚焦超声场进行非侵入式测量的方法及装置. 该方法采用一束 直径小于声波长的平行激光束垂直入射于聚焦焦点, 通过建立焦点声压与光线最大偏转距离间的关系模型, 即可 计算出某点的声压. 通过将激光沿声轴线方向进行微小位置调节, 利用光束在聚焦超声场中由于介质折射率不同 导致的光线折射, 即可测得焦域范围的声压分布以及焦斑宽度. 所得实验测量结果与理论仿真结果对比相差不大, 证明此方法是可行的     

角多路等间距分立阵列编解码方法

以18束脉宽10 ns的激光光束的编解码为例, 详细介绍了角多路激光束编解码方法的原理和特点。该方法利用等间距分立放置的反射镜支撑阵列和若干反射镜,激光束采用小角度入射和反射方式,通过激光束在反射镜之间的反射实现编解码, 编解码系统整体结构简洁紧凑, 使用阵列较少, 占用空间小,具有较强的扩展性,能适应不同编解码宽度要求, 同一组阵列既可用于编码也可用于解码。     

强光一号激光触发开关的触发系统

介绍了基于强光一号实验平台的2 MV级激光触发开关（LTGS）实验中触发系统的设计与应用情况。系统中使用了一台266 nm 四倍频Nd:YAG激光器,单次触发输出参数为80 mJ,7 ns,0.5 mrad的激光脉冲,用于触发LTGS。激光器的触发源为两台DG535脉冲发生器,联合强光一号触发信号发生装置使用,保证了激光脉冲与开关电压峰值的同步性。触发系统在自击穿电压波峰前200 ns将激光脉冲馈入开关,在充气0.2～0.3 MPa条件下均能成功触发,得到了充气0.3 MPa时触发抖动3.86 ns的结果。