基于光束参量优化实现直接驱动靶丸均匀辐照

• 作者: 周丹丹 宗兆玉 张锐 朱娜 李宏勋 李钊历 田小程 范孟秋 许党朋 谢亮华 郑天然
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 惯性约束聚变 直接驱动 均匀辐照 入射光束参量
• 年，卷（期）: 2017,（10）
• 所属期刊栏目: 气体、等离子体和放电物理
• 页码范围: 198-209
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.105202

摘要

在直接驱动惯性约束聚变中,实现靶丸均匀辐照对靶丸压缩特性至关重要,通常要求靶丸表面辐照不均匀度小于1％.现有很多优化高功率激光装置均匀辐照性能的光束排布方案,但受到实际入射光束参量的限制,系统均匀辐照性能难以实现最优化.由于初始辐照不均匀度对靶丸对称压缩特性至关重要,为进一步提高靶丸初始辐照的均匀性,并增加系统对打靶过程中由于靶丸直径变化引起的辐照不均匀的宽容度,从而实现靶丸的中心对称压缩,本文对靶丸表面光束的辐照不均匀度进行了数学分析,并研究了不同入射光束参量下的单光束因子项及其对靶丸均匀辐照的影响.结果表明:对于己知的光束排布结构,存在最优的入射光束参量,使辐照均匀度最高.证明了通过优化入射光束参量提高系统均匀辐照性能的可行性.此外,研究表明单光束因子项与几何因子项存在一定的匹配关系,可通过分析几何因子项的特征,求取与之匹配的单光束因子项,进而获得最优的入射光束参量.本工作为直接驱动靶丸均匀辐照系统的设计和优化提供了一种有效的方法.