强激光驱动器能源系统瞬态特征实时测控系统研究

随着惯性约束核聚变研究的发展．强激光驱动器能源系统的研究备受关注。为了向激光驱动能源系统传输效率的研究提供可靠的实验数据．研究了强激光驱动器能源系统中氙灯瞬态放电特征数据进行实时检测的方法和测控系统结构。采用量化传输模式进行特征量的检测与传输，既实现了高压隔离，又避免了在远距离传输过程中受到干扰，确保测量精度。配合系统的模块化设计，采用多线程工作模式，对计算机系统的控制功能进行工作线程划分，提高了系统的实时性和协调性。实验表明，系统有效地实现了弱电系统对强电系统的远程控制．测量精度满足测量要求，已成功应用于能源系统的实验研究。     

细长型高功率脉冲氙灯

高功率脉冲氙灯主要在惯性约束聚变(ICF)研究中用作高功率激光驱动器的抽运光源,其各项性能和使用寿命对高功率激光驱动器的整体工作性能影响很大。在改进制灯材料和管壁结构的基础上,研制了两种不同规格的细长型高功率脉冲氙灯:一种是in16 mm,放电弧长为1140 mm;另一种是in17 mm,放电弧长为1270 mm。研制的细长型高功率脉冲氙灯,其极限负载能量大、工作寿命长、辐射效率高,工作性能较原先脉冲氙灯有很大的改进和提高。     

PSpice在高功率固体激光能源系统中的应用

在神光能源系统模块中,依据脉冲氙灯放电特性及氙灯放电回路的技术要求,采用仿真软件OrCAD PSpice分别从脉冲氙灯的五路放电、氙灯能量分配及能源模块在放电过程中存在的故障三个方面进行模拟仿真并给出仿真结果,并与实际装置运行数据进行比较分析,其仿真的结果与实际理论分析结论基本一致,验证了仿真模型及过程的可靠性,这为高功率激光装置的电子计算机辅助设计和分析提供了一种新途径。     

脉冲氙灯瞬态放电电流诊断单元设计分析

脉冲氙灯瞬态放电电流诊断单元是惯性约束聚变(ICF)激光装置中能源系统的重要组成部分,基于对其面临的强电磁干扰、噪声耦合、多路并行采集电路拓扑约束等问题的分析,提出了一种多级隔离和基于现场可编程门阵列(FPGA)的多路并行架构的诊断单元设计方法,并依据该方法完成了样机研制。实验表明,诊断单元的电流测量范围为0~25 kA,采样率为200 kHz,测量准确度优于±0.5%,满足31 kV工作点电压下20路脉冲氙灯放电电流的同步诊断需求。相比传统设计,该方法具备更强的电磁兼容性和更高的并行采集设计集成度。     

脉冲氙灯放电过程的全息干涉研究

本文介绍了用脉冲激光全息干涉仪研究氙灯等离子体的原理、方法和特点.拍摄了中φ14×150毫米和中φ27×100毫米两种脉冲氙灯在放电不同时刻的等离子体全息干涉图,并进行了简要的分析.从实验上证明了全息干涉法用于研究脉冲氙灯是行之有效的.     

研究微微秒变象管相机用的超短激光脉冲

概述了研制微微秒变象管相机对超短激光脉冲的形状、持续时间、脉冲形状内的能量分布、光谱成份等的要求。利用被动锁模、自孔径选模适当选择脉冲氙灯放电网络参数,得到了近似矩形的激光脉冲。     

脉冲氙灯放电时等离子体电阻的研究

确定脉冲氙灯脉冲放电电阻和电流特性的关系,对于解决由储能器到脉冲氙灯之间的能量有效传输问题以及进行脉冲灯的计算是非常重要的,而且放电电阻和电路参数的匹配决定了放电的波形,进而也影响放电的功率、等离子体温度、辐射强度和光谱分布。在实验的基础上测试了不同口径、不同充气气压的高功率脉冲氙灯在不同放电条件下等离子体柱的电阻,探讨了放电过程中放电电阻的特性。     

预放系统20 kJ能源触发放电稳定性

预放系统20 kJ能源是为激光预放大器棒状氙灯提供泵浦脉冲的能源系统,是神光-Ⅲ主机高功率固体激光装置的重要组成部分。预放20 kJ系统能源触发放电的稳定性严重制约预放系统的调试效率和正式的激光打靶效率。针对预放能源系统在与A1/A2/A3光束组预放系统棒状放大器联合调试过程中发现存在提前放电、放电不同步和不放电等问题,开展了预放20 kJ能源系统触发放电的稳定性研究,提出了相应的解决措施并通过试验验证,将20 kJ能源系统触发放电的稳定性大幅提高。     

创新,科技进步驱动力——访上海光机所高功率激光单元技术研究与发展中心高级工程师蒋宝财

激光光源是惯性约束聚变（ICF）研究中大型激光驱动器的关键单元支撑技术之一，当今世界上只有极少数几个国家能够研发高功率脉冲氙灯。自20世纪60年代以来，该中心一直从事激光光源的研发工作．目前已经具备完善的研究生产设施及自动化光源测试设备。该中心研制的高功率、大能量、高／低重复频率脉冲氙灯和连续氪灯以及试制成的多种应用于国防军工、民生经济的特型光源，曾获多项中国科学院和省部级科研成果奖。新型高功率脉冲氙灯为“神光”系列装置的建设作出了应有的贡献。[编者按]     

600kJ高功率激光放大器能源模块的研制

简要介绍了某激光驱动器模块化脉冲供能系统的研制。该脉冲供能系统可为激光器的10组氙灯提供脉冲能量,是高功率激光器的重要组成部分。该能源模块具有主电路结构简单、性能价格比较高、抗干扰性能良好等特点。首次在国内同类模块装置中使用高比能、自愈式、金属化介质电容器,首次成功使用高频高压开关电源作为能库充电机。     

固体激光远场瞬时光斑时空分布测量技术

基于漫透射CCD成像法原理,建立了固体激光瞬时光斑时空分布测量系统。开展了该测量方法的可行性验证实验,能够精确地获得激光远场光斑图像,并运用Matlab软件对测量数据进行处理,得到激光远场光斑半径、光束质量、质心位置、光轴抖动、光强分布以及平均功率密度等参数。实验结果表明:利用漫透射CCD成像法测量固体激光远场瞬时光斑时空分布是可行的,测试系统采集频率可达120 Hz。该方法具有高分辨率、高帧频、低成本、使用方便的突出优点,能同时实现激光强度分布和功率的测量,测量功率误差小于2%。     

大电流长脉宽LD激光器驱动电源的研制

本文主要介绍了一种大电流长脉宽半导体激光器骄动电源的设计方法。根据大功率脉冲型LD的工作特性,作者设计了一套采用L—C串联谐振的恒流充电电路与大功率金属氧化层半导体场效应管（MOSFET）线性控制脉冲放电电路相结合的驱动电源。此电源满足了输出脉冲电流幅值、脉宽、重频、调Q精确延时均方便可调的要求;并且辅助以片上系统（soc）单片机和CPLD为核心的控制电路,使电源电路具有结构简单,控制灵活,精度高等特点;同时结合多路在线实时保护电路,有效保证了LD的安全工作。该电源已经成功应用于“XX装置”预放大器项目。     

基于REC技术的DFB激光器阵列驱动电路的设计

为了实现DFB激光器阵列的智能化控制,提出了一种智能化、高精度、数字控制的驱动电路设计方案。该系统以单片机和FPGA为主要控制芯片,具有体积小、效率高、无冲击、开关保护等特点。DFB激光器阵列的输出可以由外部可调信号控制。该系统将模拟控制模型转化为数字控制模型,提高了驱动电路的性能。该系统能够实时监测DFB激光器阵列的温度和电流。电流的输出精度可以达到±0.1 mA,保证DFB激光器阵列稳定可靠地工作。该驱动电路有利于DFB激光器阵列的灵活使用。     

大功率双路声光Q开关驱动源技术研究

对大功率双路声光（A-O）Q开关驱动源的系统组成及工作原理进行了阐述,通过系列试验验证了其高可靠性、高稳定性、低电磁干扰（EMI）等优良性能,并最终通过和激光器联调,获得了大功率、窄脉宽、高稳定度的高品质激光输出。     

激光干涉仪在位移传感器自动检定中的应用

介绍了以双纵模热稳频He -Ne激光干涉仪、微机、被检传感器及数据采集A/D卡、微机接口数据采集卡、机械及电动机构、步进电机驱动卡及相应软件等组成的 ,对差动式位移传感器进行在线自动检定的系统原理。通过实验及现场实际应用均表明 :该检定系统具有测量范围大、检测精度高、测量速度快、自动化程度高等特点 ,有良好的实用性及经济性     

905nm InGaAs脉冲激光二极管驱动电流特性分析与测试

为了实现高功率905nm InGaAs脉冲激光二极管激光脉冲宽度和峰值功率可调,采用现场可编辑门阵列产生触发脉冲、集成模块EL7104C作为金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）驱动、以MOSFET为核心开关器件控制高压模块和储能电容之间充放电的方法,设计了脉冲激光二极管驱动电路,对驱动电流特性进行了理论分析和实验验证,取得了不同电容和高压条件下的电流脉宽和峰值数据,分析了具体变化关系,并以此进行了光谱和功率-电流特性测试。结果表明,影响驱动电流脉宽和峰值电流的关键因素是电容大小和充电高压,脉冲激光二极管驱动电流峰值在0A~40A、脉宽20ns~100ns时可控调节,脉冲激光二极管最大峰值功率输出可达40W,实现了脉冲式半导体激光器输出功率和脉冲宽度的可控调节。该设计与分析对近红外高功率脉冲激光器的可控驱动设计具有一定的实用参考意义。     

全固态激光器的数字式光反馈控制驱动电源

介绍一种采用单片机控制的连续运转无制冷、数字式光反馈稳功率全固态激光器驱动电源,其输出光功率在10mW左右,系统包括恒流源、保护电路、脉宽调制、光电池检测放大电路和高速单片机控制系统等部分,基于光电池检测LD光功率输出的非线性控制曲线产生的误差变化,将特性曲线利用软件的窗口控制算法实现区域控制,进而有效地对LD工作电流进行PID稳态控制和光功率参数显示,结合硬件及软件,实现了激光二极管的可靠保护以及光功率稳定、准确输出及在稳光输出情况下,实现激光器的内外调制输出。     

一种高速大功率半导体脉冲激光电源的设计与仿真

主要分析了影响电容充放电类型高速大功率脉冲电源性能的主要因素 ,并运用SPICE对其特性进行仿真 ,介绍了一种基于高速大功率MOSFET管实现高速大功率半导体脉冲激光电源的方法     

脉冲激光光强空间分布的CCD同步接收技术

介绍了利用一维ＣＣＤ及数据采集卡、二维ＣＣＤ及多媒体卡对高功率脉冲激光的空间光强分布作用瞬态测量的特点．针对瞬态脉冲介绍了几种不同的同步捕捉方法，这些方法均取得了良好的实验结果。