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第五届全国高能量密度物理会议

作者：康炜张珅赵仕俊张平贺贤土北京大学应用物理与技术研究中心高能量密度数值模拟教育部重点实验室北京大学应用物理与技术研究中心高能量密度数值模拟教育部重点实验室北京应用物理与计算数学研究所

X射线测量技术因其优越的穿透性和良好的时间分辨率被认为是测量温稠密物质内部性质的有效手段.近年来,随着测量精度的不断提高,采用X射线吸收谱定量测量温稠密物质内部温度、密度等物理量的技术手段越来越被人们所重视.由于X射线吸收...

X射线测量技术因其优越的穿透性和良好的时间分辨率被认为是测量温稠密物质内部性质的有效手段.近年来,随着测量精度的不断提高,采用X射线吸收谱定量测量温稠密物质内部温度、密度等物理量的技术手段越来越被人们所重视.由于X射线吸收谱只能直接测量物质电子结构的信息、内部热力学量的变化不能直接反映出来,试图采用X射线吸收谱技术对温稠密物质内部热力学量进行测量就必须建立高精度的理论模型将两者的变化连接起来.

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谐振腔中的放大自发辐射:理论与实验

谐振腔中的放大自发辐射:理论与实验

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：苏华王小军于益尚建力唐淳中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999

发展了一套描述谐振腔中放大自发辐射(ASE)与主激光竞争过程的耦合模型,并开展了相关实验对模型进行校验.在ASE模型中针对任意增益分布,采用镜面成像技术细致考查了ASE光线在介质边界处的反射.研究表明,激光输出效率的降低不仅取决于介... 详细信息

发展了一套描述谐振腔中放大自发辐射(ASE)与主激光竞争过程的耦合模型,并开展了相关实验对模型进行校验.在ASE模型中针对任意增益分布,采用镜面成像技术细致考查了ASE光线在介质边界处的反射.研究表明,激光输出效率的降低不仅取决于介质口径D与ASE自持增益gs的乘积,还与介质内的增益分布相关.后者由泵浦口径和激光通光口径共同决定.进一步研究发现,ASE效应会通过提高光腔起振阈值来降低激光器的光光效率,而不会影响斜率效率.在薄片激光器中,ASE效应可以忽略的判据与薄片构型密切相关:对于采用覆盖ASE吸收包边的薄片,要求gtD＜2.0;对于侧边打毛的薄片,要求gtD＜0.55;若将ASE的有效放大路径减小一半,则要求gtD＜0.8.

关键词：薄片激光器放大自发辐射理论谐振腔镜面成像技术

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体布拉格光栅用于高功率宽谱组束的研究

体布拉格光栅用于高功率宽谱组束的研究

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：粱小宝景峰周泰斗王小军李超黄志华颜宏马毅赵磊王建军中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621999 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999 中国工程物理研究院应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999

本文使用透射型体布拉格光栅组束两束宽谱光纤激光,实现了856W光谱组束输出.总的光谱组束效率73.7％,组束光束的光束质量为M2x=7.9,M2y=2.7.虽然体光栅的角色散严重拉伸衍射光束,但透射光束在高平均功率光谱组束中基本保持其光束特性.... 详细信息

本文使用透射型体布拉格光栅组束两束宽谱光纤激光,实现了856W光谱组束输出.总的光谱组束效率73.7％,组束光束的光束质量为M2x=7.9,M2y=2.7.虽然体光栅的角色散严重拉伸衍射光束,但透射光束在高平均功率光谱组束中基本保持其光束特性.由于当前宽谱光纤激光器的输出功率远大于窄线宽输出,使用宽谱光纤激光器作为透射光束有望实现更高的组束功率输出.

关键词：宽谱光纤激光宽谱组束体布拉格光栅透射光束

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Xe介质极紫外光源时间特性及最佳条件研究

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物理学报 2013年第24期62卷 215-221页

作者：赵永蓬徐强肖德龙丁宁谢耀李琦王骐哈尔滨工业大学可调谐(气体)激光技术国家级重点实验室哈尔滨150080 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033

理论和实验上研究了Xe介质毛细管放电极紫外光源等离子体时间特性和最佳条件.从理论上建立了Xe介质一维辐射磁流体力学模型,模拟了不同气压和电流条件下等离子体压缩和辐射特性;实验上测量了放电电流30 kA时不同气压条件下13.5 nm(2%带... 详细信息

理论和实验上研究了Xe介质毛细管放电极紫外光源等离子体时间特性和最佳条件.从理论上建立了Xe介质一维辐射磁流体力学模型,模拟了不同气压和电流条件下等离子体压缩和辐射特性;实验上测量了放电电流30 kA时不同气压条件下13.5 nm(2%带宽)动态特性.理论和实验结果表明:不同放电电流条件下,存在最佳气压值,最佳气压随着电流的增加而增加;同时,电流增加时,13.5 nm(2%带宽)辐射光强峰值时刻减小.

关键词：极紫外光刻光源毛细管放电磁流体力学 Xe等离子体

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管道流的激光湍流相屏模型

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中国激光 2013年第10期40卷 38-43页

作者：苏华王小军余真唐淳北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院研究生部北京100088 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

基于直接液冷的固体激光技术发展需要,理论研究了管道流冷却流场的湍流特征诱导出激光波前相位畸变的物理机理。利用管道湍流的统计特性,提出了一套管道湍流激光相屏的构造方法。在不可压缩流假设下研究了两种湍流热效应(输运传热和耗... 详细信息

基于直接液冷的固体激光技术发展需要,理论研究了管道流冷却流场的湍流特征诱导出激光波前相位畸变的物理机理。利用管道湍流的统计特性,提出了一套管道湍流激光相屏的构造方法。在不可压缩流假设下研究了两种湍流热效应(输运传热和耗散产热)引起的温度脉动对光束波前的影响。结果表明,此状态下光束质量的退化主要来自于输运传热,而非耗散产热。进一步讨论了轻微密度扰动导致的波前畸变量大小。

关键词：激光技术管道流湍流相屏相位畸变

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无源非稳腔内像差主动光学补偿研究

无源非稳腔内像差主动光学补偿研究

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：尚建力王小军苏华吴晶蔡海动于益安向超向汝建高清松唐淳中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999 北京应用物理与计算数学研究所北京100000 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999 中国工程物理研究院研究生部北京100088

具有腔内像差的虚共焦非稳腔内因为振荡光束以不同光束尺寸通过腔内像差元件且像差元件对光束偏折,直接反向补偿和基于几何光学计算补偿后难以获得较好的补偿效果.本文提出了一种以导入腔内的准直光束为参考,基于松弛迭代逼近补偿策略... 详细信息

具有腔内像差的虚共焦非稳腔内因为振荡光束以不同光束尺寸通过腔内像差元件且像差元件对光束偏折,直接反向补偿和基于几何光学计算补偿后难以获得较好的补偿效果.本文提出了一种以导入腔内的准直光束为参考,基于松弛迭代逼近补偿策略的腔内非共轭补偿方法,并计算验证了其可行性.实验中对比了以单程测量光为参考和以往返测量光为参考的腔内补偿效果,发现以单程测量为参考的补偿不能使耦合输出光束质量明显提升.往返补偿中,对4～6阶RMS=0.3～0.4μm的随机像差7～9次迭代可以实现收敛,补偿后往返探测光残差小于0.1μm,同时导引光多次腔内振荡后从输出镜耦合输出的环形光束β值由11.2降低至2.6.通过分析对比往返探测光束与腔内振荡激光的区别和关系,判断这种补偿方式可以对具有一定腔内像差的有源腔内振荡激光光束质量有效提升.

关键词：固体激光器无源非稳腔像差元件主动光学补偿光束质量

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预处理JFNK方法求解非平衡辐射扩散方程组(英文)

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计算物理 2013年第4期30卷 483-490页

作者：冯涛蔚喜军安恒斌张荣培中国科学技术大学数学科学学院合肥230052 中国工程物理研究院研究生部北京100088 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100094

分别采用四种半隐式离散方法构造预处理.针对一维辐射扩散方程组,采用预处理的Jacobian-free Newton-Krylov(PJFNK)求解.数值结果表明预处理方法能够很好地改进JFNK方法的收敛行为.

关键词：非平衡辐射扩散 Newton-Krylov方法线性化预处理

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四波混频对高功率连续光纤放大器光谱的影响

四波混频对高功率连续光纤放大器光谱的影响

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：冯昱骏王小军柯伟伟孙殷宏张凯马毅李腾龙王岩山吴娟中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 清华大学工程物理系北京100084 中国工程物理研究院高能激光科学技术重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光科学技术重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所北京100088 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光科学技术重点实验室四川绵阳621900

本文建立了高功率光纤放大器中多重四波混频效应计算模型.考虑到种子光不同的光谱特性,由窄线宽布拉格光纤光栅构成的多纵模谐振腔种子源和分布式反馈(DFB)单频光纤激光器经高速相位调制展宽得到的种子源被分开处理.通过将时域过程(相... 详细信息

本文建立了高功率光纤放大器中多重四波混频效应计算模型.考虑到种子光不同的光谱特性,由窄线宽布拉格光纤光栅构成的多纵模谐振腔种子源和分布式反馈(DFB)单频光纤激光器经高速相位调制展宽得到的种子源被分开处理.通过将时域过程(相位调制和幅度波动等)快速傅里叶变换(FFT),本文建立了频域离散的四波混频模型.计算结果表明四波混频对于高功率连续激光器的光谱展宽起着决定性作用.种子源线宽本身对于展宽倍数无任何影响,但种子源光谱精细结构对于展宽倍数有着很大影响.具体来说,多纵模谐振腔种子源光谱在放大过程中有极大展宽,在激光功率100W时展宽倍数达到2倍,在1000W时展宽倍数达到15倍;然而单频相位调制种子源在放大过程中基本无展宽.但单频种子源存在功率波动时,四波混频过程可能导致一定的光谱展宽.本文通过实验室搭建的1kW光纤放大器验证了上述理论模型.

关键词：连续激光器光谱展宽四波混频光纤放大器

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Lax-Wendroff时间离散的自适应间断有限元方法求解三维可压缩欧拉方程

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计算物理 2013年第6期30卷 791-798页

作者：冯涛蔚喜军安恒斌崔霞吴迪李珍珍中国科学技术大学数学科学学院合肥230052 中国工程物理研究院研究生部北京100088 北京应用物理与计算数学研究所计算物理实验室北京100094 新加坡国立大学

应用自适应LWDG方法求解三维双曲守恒律方程组,与传统的二阶RKDG方法相比,该方法具有计算量小和精度高的特点.给出一种自适应策略,其中均衡折中策略适用于非相容四面体网格.将二维情形下的后验误差指示子推广到三维双曲守恒律方程组中,... 详细信息

应用自适应LWDG方法求解三维双曲守恒律方程组,与传统的二阶RKDG方法相比,该方法具有计算量小和精度高的特点.给出一种自适应策略,其中均衡折中策略适用于非相容四面体网格.将二维情形下的后验误差指示子推广到三维双曲守恒律方程组中,数值实验证明了方法的有效性.

关键词：双曲守恒律方程 Lax-Wendroff间断有限元方法自适应方法

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980nm全光纤激光实验研究

980nm全光纤激光实验研究

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中物院高能激光科学与技术重点实验室第三届学术交流会

作者：王岩山柯伟伟马毅孙殷宏李腾龙冯昱骏吴娟中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999 应用物理与计算数学研究所北京100088 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621999 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院研究生部北京100088 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院研究生部北京100088 清华大学工程物理系北京100084

本文分析了980nm光纤激光器系统中三能级起振条件以及三能级激光与四能级ASE的增益竞争关系,提出了ASE的抑制方法.搭建了全光纤激光振荡器系统,对不同泵浦吸收系数的增益光纤进行了980nm激光实验研究,获得了3.9W的981.6nm激光输出,半高... 详细信息

本文分析了980nm光纤激光器系统中三能级起振条件以及三能级激光与四能级ASE的增益竞争关系,提出了ASE的抑制方法.搭建了全光纤激光振荡器系统,对不同泵浦吸收系数的增益光纤进行了980nm激光实验研究,获得了3.9W的981.6nm激光输出,半高宽约0.7nm,光光转换效率7.6％,激光-吸收泵浦光转换效率为36％.实验结果表明,980nm全光纤振荡系统光光转换效率偏低的原因除了泵浦光吸收效率过低,激光上能级转换也是其因素之一.

关键词：光纤激光器全光纤激光转换效率吸收效率

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