基于光束参量优化实现直接驱动靶丸均匀辐照

在直接驱动惯性约束聚变中,实现靶丸均匀辐照对靶丸压缩特性至关重要,通常要求靶丸表面辐照不均匀度小于1%.现有很多优化高功率激光装置均匀辐照性能的光束排布方案,但受到实际入射光束参量的限制,系统均匀辐照性能难以实现最优化.由于初始辐照不均匀度对靶丸对称压缩特性至关重要,为进一步提高靶丸初始辐照的均匀性,并增加系统对打靶过程中由于靶丸直径变化引起的辐照不均匀的宽容度,从而实现靶丸的中心对称压缩,本文对靶丸表面光束的辐照不均匀度进行了数学分析,并研究了不同入射光束参量下的单光束因子项及其对靶丸均匀辐照的影响.结果表明:对于已知的光束排布结构,存在最优的入射光束参量,使辐照均匀度最高.证明了通过优化入射光束参量提高系统均匀辐照性能的可行性.此外,研究表明单光束因子项与几何因子项存在一定的匹配关系,可通过分析几何因子项的特征,求取与之匹配的单光束因子项,进而获得最优的入射光束参量.本工作为直接驱动靶丸均匀辐照系统的设计和优化提供了一种有效的方法.     

时间飞行法测量光阱刚度的实验研究

传统的测量光阱刚度的方法如功率谱法是基于微粒的布朗运动,适用于直径范围几百纳米到几微米的微球,在几微米以上并不具有明显优势．本文发展一种时间飞行的方法测量光阱对微球的刚度．该方法是基于跟踪微粒的运动轨迹获得光阱刚度．通过比较不同功率下,不同大小以及不同材料的微球的光阱刚度和误差,结果表明时间飞行法适用于直径范围5—10μm的微球;论文中用功率谱法和均方位移法测量了5μm标准聚苯乙烯小球的光阱刚度与时间飞行法测得的结果作为对比,由于受相机采集速率的影响,所测刚度值比理想值偏高,比较而言,时间飞行法的测量结果更加接近于真实值,对于光阱刚度的快速标定有着重要意义．该方法可以应用在特殊光场分布的激光阱中测量微球的光阱刚度;在实现细胞层次的力学特性测量中它可避免使用微球作为探针,为更深层次研究细胞上的复杂单分子过程提供了一个研究手段．     

Online determination of the source of stray light in the SG-Ⅲ high-power laser facility

Stray light in high-power laser facilities not only decreases the gain capacity of the main amplifier, but can also cause permanent damage to optical components, greatly threatening the safety operation of the SG-III. This Letter reports a technique for quickly pinpointing the source of stray light in the main amplification optical path of the SG-III. The achieved results indicate that the accuracy of our method is up to 1 m in an optical path of100 m. The judging method is effective for examining and removing harmful stray light in the SG-III laser facility and it can be promoted in huge laser facilities of this kind.     

高功率激光装置实现CBET研究所需的四色光输出

<正>2021年8月美国NIF实现了1.3 MJ聚变放能的里程碑,其中,交叉光束能量转移(CBET)是实现该放能的关键要素之一。利用CBET可补偿黑腔腰部驱动、缓解外环背散压力,从而改善黑腔内的驱动对称性,因此掌握和应用CBET技术具有重要意义。国际上目前仅美国开展了CBET所需的四色激光打靶技术研究,国内尚未开展实验研究。在高功率固体激光装置上实现四色光打靶需要解决四色激光产生、传输、放大、幅频效应抑制和高效三倍频等问题。近期,中物院激光聚变研究中心激光技术研究团队通过重构前端系统架构、抑制多色激光工作下的幅频效应、改进主放宽光谱下的增益模型、对三倍频晶体匹配角进行波长跟随等实现了激光装置四色光输出。形成的四色光打靶能力已成功应用于交叉光束能量转移实验研究。     

神光-III激光装置时标激光和任意反射面速度干涉仪探针光源产生技术

在惯性约束聚变研究中, 时标激光是对物理诊断数据进行分析的重要时间标尺, 而任意反射面速度干涉仪(VISAR)光源则是冲击波精密诊断必不可少的探针光源. 通过对物理需求的分析, 提出对时标激光与VISAR光源共用脉冲产生单元, 采用时分复用技术实现二者在同一台幅度调制器上的精密整形, 经1×2分束后再通过声光开关进行选择输出, 从而降低了系统造价, 便于集中控制. 采用了脉冲稳偏、高稳定空间放大、高精度温控谐波转换技术及可快速插拔精密复位的光纤耦合和传能技术, 实现了时标和VISAR光源脉冲的高稳定输出. 研制的时标激光系统可产生与主激光高精度同步的12路二倍频、4路三倍频时标信号, 为神光-III激光装置物理实验提供了重要的时间基准. 产生的VISAR光源脉冲在经过光纤系统和Nd: YAG棒状放大器后, 通过温控LBO晶体倍频, 然后经1 mm芯径的多模传能光纤传输至成像型VISAR系统, 为物理实验提供了单纵模、高亮度、可精密整形的脉冲激光. 系统已用于VISAR诊断物理实验, 获得了完整的冲击加载、减速的图像, 从而为冲击波调速及相关高压物理实验提供了可靠的技术手段.     

KOH和K3[Fe(CN) 6]混合液中颗粒孔径对NiO电极电容器性能的影响

合成5种孔径大小分布的NiO样品,测定各NiO电极在3mol/L KOH或其添加K3[Fe(CN)6]的电解液中的电化学电容性能.结果表明,NiO电极孔径分布在15nm左右,可有效减慢铁氰酸根离子向液相的扩散,从而提高N4 (NiO)电极的充放电效率.     

固相反应法制备CaO-B2O3-SiO2介电陶瓷及性能研究

Ca(OH)2、H3 BO3、SiO2作为初始原料应用固相反应法在低烧结温度下制备CaO-B2 O3-SiO2(CBS)介电陶瓷材料.研究了不同烧结温度和B2 O3含量对陶瓷的致密性、介电和机械性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,在875℃至975℃的温度范围内,存在主要的结晶相为β-CaSiO3和少量SiO2相.结果表明,最佳烧结温度为950℃,B2 O3含量的增加会使得烧结温度区间变窄,发生"硼反常"现象,并且致密度、介电性能和机械性能也会随之先减小后增大.并且过量的B2 O3不利于主晶相β-CaSiO3的析出.当B2 O3含量为25mol;时,在950℃烧结的试样具有最好的抗弯强度:σf=319 MPa.当B2 O3含量为5mol;时,在950℃烧结的试样具有最好的致密性和介电性能:密度为2.6869 g/cm3,εr=6.12,tanδ=7.4×10-4,ρv=6.64×10-4Ω·cm(1 MHz).     

基于DSCS-ICA的布洛芬胶囊混合拉曼光谱定性分析

拉曼光谱具有非接触、非破坏性、低成本、高通量优势,受到了多组分体系分析的关注。独立成分分析(ICA)既是多元统计方法,也是盲分离方法,可以无需先验知识,只需通过测量到的混合光谱就能解出体系中各组分的估计源光谱。但是当源光谱间存在显著重叠时,ICA分离结果不可靠。本文提出了一种通过对体系光谱求导、ICA分离,逐级剔除分量后再分离的改进ICA定性分析算法(Derivation, Separation, Cullingand Separation, DSCS-ICA),分离得到源光谱的近似估计,实现体系定性分析,解决了因光谱重叠导致的现有的ICA算法分离性能差的问题。依照布洛芬胶囊配方,配制了布洛芬、硬脂酸、聚乙烯吡咯烷酮K30、淀粉和蔗糖五种组分不同比例混合的12份布洛芬胶囊样本,并采集其拉曼光谱数据;采用DSCS-ICA法解出分量(IC_S),并将IC_S与源光谱进行比较,以相关系数r来判断IC_S与源光谱的一致性。结果表明：与FastICA相比,DSCS-ICA效果显著改善,IC_S与源光谱对应的相关系数r...     

生物碳质吸附剂对水中有机污染物的吸附作用及机理

以松针为生物质代表,通过控制不同炭化温度（100～700℃）,制备了一系列生物碳质吸附剂,表征了其结构和表面特征;以4-硝基甲苯为目标,探讨吸附剂在水中对有机污染物的吸附性能、机理及与其结构特征之间的定量关系,为制备经济高效吸附剂和预测其吸附性能与机制提供理论依据．结果表明,生物碳质吸附剂的芳香性随炭化温度的升高而急剧增加、极性指数（（N＋O）/C）则急剧降低,逐渐从“软碳质”过渡到“硬碳质”,同时其比表面积则迅速增大．生物碳质吸附剂对水中4-硝基甲苯具有强的吸附能力,等温吸附曲线符合Freundlich方程,N指数和1gKf与其芳香性呈良好的线性关系．定量描述了分配作用与表面吸附对生物碳质总的吸附作用的贡献．表面吸附的贡献量随炭化温度升高而迅速增大,表面饱和吸附量与吸附剂的比表面积呈良好的线性正关系;硬碳质吸附剂的最大表面吸附量（Qmax,SA）与理论计算值（2．45μmol／m^2）相当,而软碳质吸附剂的Qmax．SA值则高于理论值．生物碳质的分配作用（Kom）取决于分配介质与有机污染物的“匹配性”和“有效性”,Kom值随（N＋O）/C降低呈现先升高后降低的趋势．