强激光打靶辐射电磁脉冲诱导线缆串扰模拟

以在神光II升级靶场使用九路激光打靶实测的电磁脉冲信号为输入源,建立平行线缆模型,研究电磁脉冲耦合电缆产生的串扰现象,揭示不同线缆间距、线缆长度受串扰的规律,以及线缆长度对串扰信号频率的影响机制。同时探讨铜箔屏蔽处理后对串扰信号的衰减。结果表明,增大平行线缆的间距有利于抑制串扰,增大线缆长度抗干扰能力减弱,谐振频率降低;屏蔽处理能有效抑制信号串扰,为高功率激光装置安全精确的开展各类物理诊断提供实验与理论支持。     

强电磁辐射下X射线条纹相机可靠性分析

X射线条纹相机是激光惯性约束聚变研究中的核心测量设备,用于捕获聚变反应中瞬态X射线发射。对X射线条纹相机在聚变反应中强电磁辐射下的可靠性进行研究,给出了X射线条纹相机的可靠性框图及结构,并对X射线条纹相机各功能单元进行可靠性分配,针对其故障进行了故障模式和影响分析(FMEA)。可靠性分析和FMEA显示,X射线条纹相机中变像管单元其可靠性分配值在各个分系统单元中最高,其故障能够引起严重故障和试验损失,是制约X射线条纹相机可靠性和稳定性的重要部件。通过对X射线条纹相机内各单元的可靠性以及故障模式分析,有助于研究人员开展有针对性的电磁辐射加固,提升相机在强电磁脉冲辐射环境中运行的可靠性。     

基于PVA纳米纤维的香烟焦油过滤装置研究

烟气中的焦油不仅对人体健康有害,并对环境造成一定的危害。该文采用静电纺丝技术制备了聚乙烯醇（PVA）纳米纤维,设计并实现了一种基于该纳米纤维薄膜的过滤装置,用于烟气中焦油的去除。滤膜吸收焦油后的质量增益是评价滤膜过滤效率的依据,该文研究了纤维直径、薄膜厚度和空气流速对滤油片的吸油量和焦油饱和度的影响,利用X射线光电子能谱分析了聚合物滤油片中可能存在的吸附物质。该工作展示了一种新型的过滤装置,可用于滤除、吸附香烟中的有害物质。     

基于神光Ⅲ主机装置激光打靶产生电磁脉冲特性研究

激光打靶过程会产生大量的电磁脉冲,脉冲强度大,频带宽,会影响各种重要诊断设备的正常运行以及精密物理结果的精确测量。本实验在神光Ⅲ主机装置靶室壁和靶室外搭建诊断系统,并利用自行设计的多款天线进行脉冲信号的采集,为电磁脉冲特性的进一步研究提供了实验依据。本文分别对电场天线与磁场天线采取不同的数据处理方法以获得靶场电磁场分布,多发数据表明,大盘锥天线测得信号最强,超频段偶极天线测得信号最弱,靶室内外均产生较强的电磁干扰,需要进行相应的电磁屏蔽。     

纳秒激光耦合金属靶辐射电磁脉冲的实验研究

为了研究电磁脉冲(EMP)强度和分布与激光参量、靶体材料、结构等之间的关系,采用靶室内部的超小B-dot天线对强激光打靶过程中产生的电磁脉冲进行了测量,分析了不同辐射方位的脉冲强度,同时探讨了靶体支撑杆为绝缘体和导体两种情况下的电磁辐射行为。结果表明,不同方向和不同靶杆测得的电磁脉冲明显不同,如在法线方向的电磁辐射达到20V,导电靶杆最大达到22V的辐射,说明强激光打靶诱导的EMP具有很强的极化方向,并且在导体靶杆情况下,能够产生更强的电磁辐射。该研究有助于揭示激光打靶产生的EMP在靶室内部的传输极化特性以及其强度与靶杆导电性的关系。     

强激光靶耦合过程中激发的电磁脉冲诊断与分析

本文论述采用脉冲天线对激光靶耦合过程中产生的电磁脉冲信号进行采集,列举了在相同条件下,纳秒激光与几种靶相互作用激发的电磁脉冲信号,分析了靶型对电磁脉冲信号的影响,得出靶的对称性设计有助于抵消靶室内的电磁干扰的结论。并且,通过测量靶室内与靶室中心不同距离区域的电磁脉冲信号,总结出电磁脉冲在靶室内的传播规律。由于靶室内回波振荡的作用,随着远离靶室中心,脉冲幅值先减小,后增大。且随着距离增大,越靠近靶室内壁区域受到回波振荡的影响越大,进而导致电磁脉冲持续时长增大。通过回波振荡论证测试与屏蔽实验,得出回波振荡在靶室内电磁脉冲信号中占有较大比重的结论。诊断设备的安放应尽量避免靶室中心与靠近靶室内壁区域。     

强激光靶耦合产生电磁脉冲信号处理方法研究

基于惯性约束聚变的激光靶耦合过程会产生大量的电磁脉冲,严重影响诊断设备的正常运行和测试数据的精确采集。该文采用Tikhonov正则化结合L-curve参数优化法,通过把电场、电压和传递函数的关系离散化,绘制L曲线图以确定最适正则化参数,从而对测试数据进行优化。结果表明,L-curve在成功消除病态数的同时还具有较强的抗噪声抗干扰性能,达到明显数据优化作用。     

Effective electromagnetic shielding with multi-layer structure material on Shenguang laser facility

Electromagnetic pulses(EMPs)with high intensity and frequency bandwidth can be generated during the intensive laser irradiating solid targets in inertial confinement fusion(ICF).To shield the EMPs radiation and hence protect various diagnostics in and outside the target chamber,we designed a multi-layer structure material to shield the EMFs and demonstrate experimentally and numerically shielding performance of the material structure.The thickness of the multi-layer structure material has a great influence on the EMPs shielding.It is shown that,with the increase of the material thickness,the better shielding performance is obtained,and the material structure with polytetrafluoroethyIene of 0.5 mm,copper of 0.4 mm and lead of 2.4 mm reduces 448 times compared the maximum value of EMPs voltage to that without shielded.The design of multilayer structure material for EMPs shielding provides a promising way to reduce EMPs radiation,which is extremely useful for the diagnostics protection and signal processing in ICF.     

神光-Ⅲ原型高功率激光装置电磁脉冲辐射

实验测量了神光-III原型装置上脉冲强激光与金属靶相互作用产生的电脉冲辐射,电脉冲峰值梯度为3 kV/m,频谱范围大约在50 MHz?2 GHz,在160 MHz等处有明显的特征峰,信号持续时间大约60 ns。本文研究表明电偶极辐射是打靶过程产生电磁脉冲信号的来源之一,由理论模型计算得到频率为160 MHz的特征峰,并计算出探测点电场脉冲峰值梯度约为2 kV/m,辐射总功率约105 W,能量转换率约10-6,辐射功率近似正比于激光能量的4/3次方,可见激光能量越大,功率密度越高,电脉冲的辐射强度越大。大型激光装置上的激光与靶作用产生的电磁脉冲测量,对大型激光装置产生的电磁辐射的防护有重要指导作用,在等离子体诊断等领域也有潜在应用价值。     

Spatial and temporal evolution of electromagnetic pulses from solid target irradiated with multi-hundred-terawatt laser pulse inside target chamber

Giant electromagnetic pulses(EMPs) induced by high-power laser irradiating solid targets interfere with various experimental diagnoses and even damage equipment,so unveiling the evolution of EMPs inside the laser chamber is crucial for designing effective EMP shielding.In this work,the transmission characteristics of EMPs as a function of distances from the target chamber center(TCC) are studied using B-dot probes.The mean EMP amplitude generated by picosecond laser-target interaction reaches 56...