电磁脉冲诊断系统的研制及其在神光Ⅲ激光器上的应用研究

发布时间：2020-09-09 15:39

　　 在惯性约束聚变实验中,强激光与固体靶耦合过程伴随着高强度的电磁脉冲辐射。电磁脉冲辐射能量大,频谱覆盖范围广,对电子元器件具有干扰和破坏效应,辐射的电磁脉冲剂量与激光器能量和功率及激光脉宽都有密切关系。神光Ⅲ装置作为目前我国惯性约束聚变研究最重要的激光系统,对该装置产生的电磁脉冲研究仍缺乏系统的诊断,因此开展神光Ⅲ装置电磁脉冲诊断研究对于深入理解激光等离子体相互作用的物理过程以及对靶室内外主要设备的屏蔽都具有重要意义。本文在前期研究的基础上,自主设计了五套用于测量大装置电磁脉冲的天线,在满足高增益、低损耗、高灵敏度的基础上实现了针对不同频段信号的分频段精细测量。根据电场信号与磁场信号的采集原理差别,本文给出了两套数据处理方法用于信号处理。针对神光Ⅲ原型和神光Ⅲ主机激光器,分别组装了不同的电磁脉冲诊断系统,对靶室内外电磁脉冲的强度和分布进行了系统的诊断与分析。系统对比分析了强激光与不同靶型耦合辐射出电磁脉冲的实验结果,结论如下:(1)柱腔靶和平面靶辐射的电磁脉冲信号频谱差异较大,柱腔靶产生的电磁脉冲强度更高;(2)同一天线由于极化方向不同,导致测试到的电磁脉冲强度有差异;(3)不同天线由于增益、方向性、接收频段范围等参数的差异,导致在同一发次中测试到的电磁脉冲强度不同;(4)不同靶型由于靶体结构、充气情况等因素存在差异造成辐射出的电磁脉冲信号强度、波形有所差别。本文同时对电磁脉冲的辐射特性和产生机制进行了探索,通过实验发现增加预脉冲过程会增强电磁辐射,电磁脉冲强度与散射光总份额变化趋势相同,最后利用多物理场软件建立了球腔模型,对腔室内的电磁脉冲分布进行了模拟。本文研究内容对神光Ⅲ装置电磁干扰评估和电磁辐射防护具有重要的参考价值,同时提供了一种产生可控强电磁脉冲的方法,对深入理解电磁脉冲特性也有着十分重要的意义。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TL632.1

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 Wanguo Zheng;Xiaofeng Wei;Qihua Zhu;Feng Jing;Dongxia Hu;Jingqin Su;Kuixing Zheng;Xiaodong Yuan;Hai Zhou;Wanjun Dai;Wei Zhou;Fang Wang;Dangpeng Xu;Xudong Xie;Bin Feng;Zhitao Peng;Liangfu Guo;Yuanbin Chen;Xiongjun Zhang;Lanqin Liu;Donghui Lin;Zhao Dang;Yong Xiang;Xuewei Deng;;Laser performance of the SG-Ⅲ laser facility[J];High Power Laser Science and Engineering;2016年03期

2 李廷帅;杨进文;刘西云;杨鸣;易涛;王传珂;王锐;高占忠;刘慎业;丁永坤;江少恩;;强激光靶耦合产生电磁脉冲信号处理方法研究[J];电子科技大学学报;2016年05期

3 杨鸣;易涛;杨进文;王传珂;李廷帅;刘慎业;江少恩;丁永坤;;强激光辐照平面靶与柱腔靶产生电磁脉冲对比研究[J];中国激光;2016年08期

4 杨进文;易涛;李廷帅;王传珂;王锐;高占忠;刘慎业;丁永坤;江少恩;;激光打靶过程中的电磁脉冲特性[J];强激光与粒子束;2015年10期

5 何武;周维民;张智猛;矫金龙;单连强;蒋刚;;强激光与柱腔靶作用下准直高能电子束的产生[J];强激光与粒子束;2015年07期

6 杨正华;刘慎业;肖绍球;高子阳;杨家敏;江少恩;;神光Ⅲ原型装置靶室电磁干扰测量与分析[J];核电子学与探测技术;2015年02期

7 阿不都热苏力;艾尔肯·扎克尔;帕力哈提·米吉提;;超强激光与等离子体平面靶相互作用中的自生磁场[J];激光与光电子学进展;2014年08期

8 魏惠月;彭晓世;徐涛;王峰;闫亚东;刘慎业;;神光Ⅲ原型装置的全孔径背向散射诊断技术[J];强激光与粒子束;2012年12期

9 江少恩;丁永坤;刘慎业;张保汉;郑志坚;杨家敏;缪文勇;黄天fE;张继彦;李三伟;曹磊峰;;神光系列装置激光聚变实验与诊断技术研究进展[J];物理;2010年08期

10 王传珂;蒋小华;刘慎业;况龙钰;王哲斌;刘永刚;李三伟;李文洪;;2ns,351nm激光黑腔靶受激Raman散射实验研究[J];强激光与粒子束;2006年07期

本文编号：2815159