激光加载下准等熵压缩实验用铝/氟化锂复合双台阶靶的研制

本文提出了一种激光加载下准等熵压缩实验用铝/氟化锂复合双台阶靶的加工技术。采用金刚石车削在1.5 mm厚的氟化锂晶体表面加工两个10 μm高度的台阶,然后利用电子束蒸发在氟化锂台阶面镀厚度为几十μm的高致密纯铝膜,再通过金刚石车削工艺将镀铝面车削成平面,最后在氟化锂晶体另一面蒸镀剩余反射率低于1%的增透膜,最终获得高质量的铝/氟化锂复合双台阶靶。采用NT1100白光干涉仪、电子比重计、电子能谱、X射线衍射仪、扫描电镜等设备对靶参数进行测量,研究各工艺对靶参数的影响。     

阻抗匹配靶制备及靶参数精密测量

通过精密轧机轧制Al、Cu、Au等高纯金属箔片,采用精密微装配技术获得应用于激光状态方程实验所需的阻抗匹配靶。运用台阶仪和白光干涉仪分别对阻抗匹配靶进行靶参数精密测量。在“神光Ⅱ”上进行阻抗匹配的实验打靶,获得了相关靶型的实验图像。     

"神光-Ⅱ"装置靶面均匀辐照系统的优化设计

利用小透镜列阵均匀化技术 ,针对“神光 Ⅱ”出射光束近场光强特殊分布 (有大面积光强为零的区域 )的情况 ,通过对主聚焦透镜及小透镜列阵组合系统的优化设计 ,实现了靶面光强的大光斑均匀辐照 ,并利用其驱动平面铝靶 ,获得了具有大范围良好平面性的冲击波发光信号。     

铝台阶/氟化锂激光压缩复合靶的制备与测量

本文主要介绍用于激光加载材料非冲击压缩实验研究中的铝台阶/氟化锂复合靶的制备与相关参数的测量。铝台阶/氟化锂复合靶主要通过光学抛光减薄、离子束刻蚀台阶、表面减反膜制备、铝薄膜的精密轧制以及薄膜精密装配等加工技术与工艺流程制备。制备的铝台阶/氟化锂复合靶基本满足物理实验要求,获得了较好的实验结果。     

射流圆孔靶的制备和靶参数测量

介绍了X射线激光射流实验中Al和CH两种射流圆孔靶的制备方法。分别采用精密机械和皮秒激光加工工艺在Al和CH薄膜上制备精密、微小的圆孔,再通过精密装配的方法获得射流圆孔靶。使用白光干涉仪和小型量测仪对射流圆孔靶进行靶参数测量,测量图像和数据表明,Al和CH薄膜圆孔的孔径较圆且两面大小一致性较好,靶的两层薄膜分界面清晰且连接紧密。     

纳秒/皮秒双束激光联合驱动双层靶的γ辐射特性

基于神光Ⅱ升级装置,研究了纳秒/皮秒双束激光联合驱动双层靶的伽马(γ)辐射特征。利用ns束激光与CH薄膜靶相互作用,产生大尺度近临界密度等离子体,然后将ps束激光作用在该等离子体上,产生高能电子,高能电子穿过2 mm厚的Au靶,通过轫致辐射产生γ射线。对不同方向的γ辐射能谱和靶室外的γ辐射剂量分布进行实验测量,发现γ辐射集中在激光前冲方向,具有较小的发散角,而且在该方向上高能段的γ辐射较强。这说明双层靶的设计可以提高ps束激光与等离子体的能量耦合效率,提高高能电子温度,增加高能电子数目,有利于高能段γ辐射在ps束激光的前冲方向集中。另外,在靶室外距离靶点1.25 m处测到的50 keV以上γ辐射的单发次最大剂量为277 μGy。本研究结果对γ辐射的防护和应用具有参考价值。     

利用高功率激光驱动冲击波进行金材料状态方程实验测量

利用“神光-Ⅱ”装置第九路输出的倍频激光,采用直接驱动方式进行了金(Au)材料状态方程(EOS)实验。首先采用透镜列阵均匀辐照技术对输出的倍频激光进行了光束匀滑,平面靶实验结果显示冲击波具有良好的平面性,间接表明靶面上驱动激光强度的空间分布比较均匀。同时采用多台阶靶技术,对驱动冲击波的传播稳定性进行了实验测量,结果表明冲击波在实验测试的靶厚度范围内都是稳定传播的,实验结果与数值模拟结果也符合得较好。在此基础上,采用阻抗匹配方法,实验测量了金材料的状态方程,在金材料中获得了高达2.7 TPa的冲击压强,冲击波速度测量相对扩展不确定度达2%(K=2),并将实验数据与已有实验数据及状态方程模型进行了比较。     

等熵稀疏靶的制备及靶参数精密测量

本工作研究等熵稀疏靶的制备工艺和靶参数的测量方法.采用精密激光加工工艺将Al、Au、Ag、Cu、Zn等高纯金属薄膜切割成百微米量级宽度的窄条,再结合精密微装配技术获得应用于状态方程实验所需的等熵稀疏靶.运用白光干涉仪对等熵稀疏靶进行参数精密测量.将等熵稀疏靶运用到"神光Ⅱ"上进行实验打靶,并获得优质的实验图像.     

一种进行激光等离子体通道实验的设计

利用一束激光产生等离子体通道,进而使点火激光能顺利到达高密度区是快点火理论中实现点火的一个重要过程。提出了一种利用神光Ⅱ的二路装置产生通道的设计。该设计将其中一路长脉冲激光(350 ps,1.053μm)辐照靶箔产生等离子体,用另一路短脉冲激光(1 ps,1.053μm)在上述预等离子体中打通道,并将后者的一部分激光经分离和四倍频(0.263μm)后作探针光,采用Normaski型偏振干涉系统对通道等离子体电子密度分布进行干涉诊断测量的实验研究设计。     

激光准等熵压缩实验中阻抗梯度飞片的制备技术简介

阻抗梯度飞片是实现准等熵压缩加载实验的关键元件。本文从材料选择与设计思路出发,重点介绍了3类阻抗梯度多孔材料飞片的发展思路与制备方法。其中,梯度气凝胶以其纳米尺度均匀性、密度和厚度的连续可调能力等优点成为极具发展潜力的飞片材料。最后,本文针对梯度气凝胶阻抗测试和梯度不连续化问题进行了展望。提出了精确测试密度和声速的思路,并设计了梯度溶胶共凝胶法、扩散腐蚀法和界面扩散法3种可能获得连续梯度的方法。阻抗梯度多孔材料飞片的发展将进一步延长加载时间、提高能量利用效率,有望最终获得更高的加载压力。