驱动神光Ⅱ激光相干性对背向散射影响研究
2008年,神光Ⅱ第九路通过验收,第九路的输出能力为:
基频4.5kJ/3ns,300J/100ps
二倍频和三倍频效率>50%
四倍频200J/3ns或0.2J/80ps
安放第九路激光器的实验大厅于2003年开始基建施工,2004年交付使用。2004年5月开始第九路器件的进场和安装调试,2005年5月起投入试运行,至2008年1月,器件配合物理实验发射大能量近800发次,既考核了器件的运行能力,又较好地满足了物理实验的需求。2008年1月完成了全部8类16项指标的验收测试,测试结果表明第九路研制项目全面达到设计要求,并于10月通过了由中国科学院、中国工程物理研究院、国家高技术860-804专题专家组联合组织的验收。第九路的建成不仅满足了当前我国惯性约束聚变研究需求,也大大地促进了我国高功率激光技术的发展,为下一步建造更大规模的高功率激光器积累了有益的经验。
2008.设计高功率激光装置靶场终端光学组件(FOA)时考虑的重要因素是鬼像对光学元件的破坏。由于神光Ⅱ升级装置(SG-Ⅱ-U)的输出能量高、靶场空间小、鬼像分布情况复杂,导致了终端光学组件的设计难度很高。用自主研发的鬼像控制设计软件对神光Ⅱ升级装置靶场终端光学组件排布进行设计,给出了进行鬼像控制设计时需考虑的设计因素,并对比研究了两种靶场终端光学组件设计方案的优缺点,最后结合神光Ⅱ升级装置的特点,优化设计出神光Ⅱ升级装置靶场终端光学组件的最终排布方案。
2011年1月24日,中科院计划财务局会同大装置办组织专家对神光II装置承担的“空调系统更新”、“能源系统改造”和“靶场系统改造”三个重大维修改造项目进行验收。院计划财务局潘峰副局长、上海光机所陈卫标副所长、大装置办罗小安处长、验收专家组和装置的相关人员参加了验收会。
实验室主任朱健强分别对三个项目向验收专家组做了总结报告。专家们仔细询问了相关情况,考察了装置的维修改造情况,查阅了课题组的实验记录和测试报告。验收组分别就技术、财务和档案对项目进行了分项验收,经过认真的讨论,一致同意项目通过验收。
在中科院计划财务局大力支持下,神光II装置对能源系统、空调净化系统、靶场系统等方面进行了维修改造。维改项目的成功实施为神光II装置的稳定、安全、可靠运行提供了有效保障。
近年来,神光Ⅱ装置的年打靶发次和运行成功率均得到显著提高,稳定运行指标达到国际先进水平。神光II装置已发展成为我国为数不多的高功率激光物理重要实验平台,为我国惯性约束聚变事业和相关基础科研做出了重要贡献。
2011年5月17-18日,中国科学院计划财务局会同高技术研究与发展局组织专家对神光Ⅱ高功率激光实验装置(简称神光II)2010年运行经费的决算情况及2011年运行计划和经费预算进行了实地审核。审核组由上海应用物理研究所、高能物理研究所、中国科技大学等单位的相关专家组成,院计划财务局潘锋副局长、基地处罗小安处长、高技术研究与发展局光电空间处肖伟刚等参加会议。
专家组首先听取了神光Ⅱ运行负责人朱宝强研究员关于运行与经费情况的汇报。在审阅了相关报告及资料并进行现场考察后,与会专家一致认为:神光II装置在2010年度超额完成了运行计划,保证了实验打靶任务的顺利实施,2011年度神光II运行计划制定合理。
潘锋副局长现场考察了神光II装置的部分备品备件库房,并在会议总结中指出,神光Ⅱ高功率激光实验装置多年的稳定运行在解决国家战略安全、能源战略需求等方面起到了至关重要的作用,希望进一步加强装置的开放利用,多出高水平的科研成果,提高经费使用效率。
2012年8月17日,中科院计划财务局组织专家对神光II装置承担的“神光Ⅱ装置物理实验所需配套常规诊断设备的研制”和“神光II光束控制和参数测量分系统改造”两个维修改造项目进行验收。中科院计划财务局潘锋副局长、上海光机所祝如荣副所长、联合实验室朱健强主任、验收专家组和装置的相关人员参加了验收会。
联合实验室主任助理朱宝强研究员分别对两个项目向验收专家组做了总结报告,专家们仔细询问了相关情况,考察了装置的维修改造情况,查阅了课题组的实验记录和测试报告。验收组分别就工艺、设备、财务和档案对项目进行了分项验收,经过认真的讨论,一致同意项目通过验收。
在中科院计划财务局大力支持下,通过“神光Ⅱ装置物理实验所需配套常规诊断设备的研制”项目的实施,神光II装置配备了一系列基本的常规诊断仪器设备,基本满足国内外科研机构利用神光装置开展高能密度物理等相关科学领域广泛的实验研究需求,具备了向用户开放的基本能力,提升了该装置与国内外用户的实质性合作与成果创新能力。
通过“神光II光束控制和参数测量分系统改造”项目的实施,神光II装置建立了集中控制系统,建成中央控制室和万兆级局域,测量和准直分系统实现了远程集中控制功能。根据一年多的运行统计,控制类故障率由原来的20%减少到了3%,大能量准备时间少于15分钟。
两个维改项目的成功实施为神光II装置的稳定、安全、可靠运行提供了有效保障,为我国惯性约束聚变事业和相关基础科研做出了重要贡献。
二、科研成果
神光Ⅱ装置实现了我国激光惯性约束聚变历史上质量和水平的质的跨跃。装置建成至今提供正式物理实验打靶3000余发次,在腔靶物理、辐射输运、内爆动力学、状态方程和X光激光等方面的研究中,获得了有重要意义的成果,保证了我国激光聚变多项重大物理目标的实现,为我国激光聚变研究和国防科研做出了突出贡献。
神光Ⅱ靶室
装置由激光器系统、光路自动准直系统、精密靶场系统、激光参数测量系统、激光储能供电系统、精密装校及环境保障系统等组成。它是数百台套单元和组件的集成,并在空间立体排布成8条激光放大链,每条激光放大链终端输出口径为Φ240mm,8束基频激光输出能量总和逾6kJ/1ns,最高输出功率达到1013W,三倍频效率大于50%。
装置是当时国内规模最大的激光聚变实验装置。该装置技术先进、工程复杂、综合性能优良。它的建成填补了国内若干激光高技术的空白,达到国际先进水平,标志着我国在这一领域的高新技术综合能力上了一个新台阶。
2003年,亚皮秒超短脉冲两路激光系统:
两路装置,从建成以来5年多的时间内,平均每年提供实验500发左右,总共提供了2600多发的物理实验。是我国第一台成功研制并投入运行的大能量皮秒激光装置。
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