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郑万国, 魏晓峰, 朱启华, 等. 神光-Ⅲ主机装置成功实现60 TW/180 kJ三倍频激光输出[J]. 强激光与粒子束, 2016, 28: 019901. doi: 10.11884/HPLPB201628.019901
引用本文: 郑万国, 魏晓峰, 朱启华, 等. 神光-Ⅲ主机装置成功实现60 TW/180 kJ三倍频激光输出[J]. 强激光与粒子束, 2016, 28: 019901. doi: 10.11884/HPLPB201628.019901
Zheng Wanguo, Wei Xiaofeng, Zhu Qihua, et al. SG-Ⅲ laser facility has successfully achieved 60 TW/180 kJ ultraviolet laser (351 nm) output[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2016, 28: 019901. doi: 10.11884/HPLPB201628.019901
Citation: Zheng Wanguo, Wei Xiaofeng, Zhu Qihua, et al. SG-Ⅲ laser facility has successfully achieved 60 TW/180 kJ ultraviolet laser (351 nm) output[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2016, 28: 019901. doi: 10.11884/HPLPB201628.019901

神光-Ⅲ主机装置成功实现60 TW/180 kJ三倍频激光输出

doi: 10.11884/HPLPB201628.019901
详细信息
    通讯作者:

    胡东霞

SG-Ⅲ laser facility has successfully achieved 60 TW/180 kJ ultraviolet laser (351 nm) output

  • 摘要: 2015年9月15日,由中国工程物理研究院激光聚变研究中心承担研制的神光-Ⅲ主机装置成功完成了48束激光三倍频180 kJ/3 ns、峰值功率60 TW的输出测试实验,标志着神光-Ⅲ主机装置已全面建成并达到设计指标,成为现有输出能力世界排名第二、亚洲排名第一的惯性约束聚变激光驱动器。神光-Ⅲ主机装置可输出48束阵列化的大口径高功率脉冲激光(分为6个束组,每个束组为一个42的光束阵列),主要由前端、预放、主放、测量与光束控制、靶场、计算机集中控制等六大系统组成。神光-Ⅲ主机装置的研制,凝集了我国在光学、激光、脉冲功率、精密机械、快电子学、自动控制、化学清洗、超精密加工等多个学科领域的顶尖技术成就,堪称中国光学工程界的奇迹。神光-Ⅲ主机装置采用腔内四程放大+变口径90翻转U型反转器+助推三程放大的总体构型,在未使用大口径隔离组件的条件下,采用焦斑控制、精密准直、锥管镜面空间滤波及杂散光管理等技术措施,实现了基频光十万倍增益、10 kJ量级输出状态下的自激振荡抑制与反激光规避,在系统具备50%以上透过率的前提下确保了装置的运行安全,大大提高了装置的性价比。神光-Ⅲ主机装置的建设过程中攻克了高精度种子光源、高品质激光束的预放大、精密同步、辐射定标损伤检测、全光路精密波前校正、甚多束光路自动准直、自动化靶瞄准定位、计算机集中控制、高效谐波转换、一搁准精密安装、超精密光学加工、缺陷控制损伤阈值提升等多项光学工程技术难关,确保了装置具备优秀的技术指标性能。神光-Ⅲ主机装置打破了激光系统串行调试的规律,基于基准体系技术,通过不同束组间的错级并行,实现总体集成工作的满负荷运转,确保了装置建设的总体进度和集成效率。装置从第一个光机模块进场到基本完成集成调试,用时仅四年半,创造了又一个中国速度。在工程建设过程中以自主研发的传输放大动力学设计软件、激光泵浦动力学软件、杂散光树叉追迹软件等为基础,融合了部分光学设计商用软件,构建了覆盖光学、结构、电气、控制等多个学科的高功率激光装置数字化设计平台,基本实现了装置设计的全面数字化。工程建设过程中形成的质量、安全、进度控制体系保证了工程顺利进行。神光-Ⅲ主机装置的全面建成,标志着我国在大型激光驱动器方面的总体设计、总体集成、精密装校、加工制造、光学检测、关键技术等核心能力实现了体系化发展与成熟,面向更大规模的激光驱动器研制的光学工程体系已基本形成。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-02
  • 修回日期:  2015-12-15
  • 刊出日期:  2016-01-04

神光-Ⅲ主机装置成功实现60 TW/180 kJ三倍频激光输出

doi: 10.11884/HPLPB201628.019901
    通讯作者: 胡东霞

摘要: 2015年9月15日,由中国工程物理研究院激光聚变研究中心承担研制的神光-Ⅲ主机装置成功完成了48束激光三倍频180 kJ/3 ns、峰值功率60 TW的输出测试实验,标志着神光-Ⅲ主机装置已全面建成并达到设计指标,成为现有输出能力世界排名第二、亚洲排名第一的惯性约束聚变激光驱动器。神光-Ⅲ主机装置可输出48束阵列化的大口径高功率脉冲激光(分为6个束组,每个束组为一个42的光束阵列),主要由前端、预放、主放、测量与光束控制、靶场、计算机集中控制等六大系统组成。神光-Ⅲ主机装置的研制,凝集了我国在光学、激光、脉冲功率、精密机械、快电子学、自动控制、化学清洗、超精密加工等多个学科领域的顶尖技术成就,堪称中国光学工程界的奇迹。神光-Ⅲ主机装置采用腔内四程放大+变口径90翻转U型反转器+助推三程放大的总体构型,在未使用大口径隔离组件的条件下,采用焦斑控制、精密准直、锥管镜面空间滤波及杂散光管理等技术措施,实现了基频光十万倍增益、10 kJ量级输出状态下的自激振荡抑制与反激光规避,在系统具备50%以上透过率的前提下确保了装置的运行安全,大大提高了装置的性价比。神光-Ⅲ主机装置的建设过程中攻克了高精度种子光源、高品质激光束的预放大、精密同步、辐射定标损伤检测、全光路精密波前校正、甚多束光路自动准直、自动化靶瞄准定位、计算机集中控制、高效谐波转换、一搁准精密安装、超精密光学加工、缺陷控制损伤阈值提升等多项光学工程技术难关,确保了装置具备优秀的技术指标性能。神光-Ⅲ主机装置打破了激光系统串行调试的规律,基于基准体系技术,通过不同束组间的错级并行,实现总体集成工作的满负荷运转,确保了装置建设的总体进度和集成效率。装置从第一个光机模块进场到基本完成集成调试,用时仅四年半,创造了又一个中国速度。在工程建设过程中以自主研发的传输放大动力学设计软件、激光泵浦动力学软件、杂散光树叉追迹软件等为基础,融合了部分光学设计商用软件,构建了覆盖光学、结构、电气、控制等多个学科的高功率激光装置数字化设计平台,基本实现了装置设计的全面数字化。工程建设过程中形成的质量、安全、进度控制体系保证了工程顺利进行。神光-Ⅲ主机装置的全面建成,标志着我国在大型激光驱动器方面的总体设计、总体集成、精密装校、加工制造、光学检测、关键技术等核心能力实现了体系化发展与成熟,面向更大规模的激光驱动器研制的光学工程体系已基本形成。

English Abstract

郑万国, 魏晓峰, 朱启华, 等. 神光-Ⅲ主机装置成功实现60 TW/180 kJ三倍频激光输出[J]. 强激光与粒子束, 2016, 28: 019901. doi: 10.11884/HPLPB201628.019901
引用本文: 郑万国, 魏晓峰, 朱启华, 等. 神光-Ⅲ主机装置成功实现60 TW/180 kJ三倍频激光输出[J]. 强激光与粒子束, 2016, 28: 019901. doi: 10.11884/HPLPB201628.019901
Zheng Wanguo, Wei Xiaofeng, Zhu Qihua, et al. SG-Ⅲ laser facility has successfully achieved 60 TW/180 kJ ultraviolet laser (351 nm) output[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2016, 28: 019901. doi: 10.11884/HPLPB201628.019901
Citation: Zheng Wanguo, Wei Xiaofeng, Zhu Qihua, et al. SG-Ⅲ laser facility has successfully achieved 60 TW/180 kJ ultraviolet laser (351 nm) output[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2016, 28: 019901. doi: 10.11884/HPLPB201628.019901

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