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《哈尔滨工业大学》 2017年
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大型激光装置甚多路预放大系统关键技术研究

丁磊  
【摘要】:大型激光装置是研究高能量密度科学(HEDS)领域前沿问题最为重要的工具之一,近三十年来,惯性约束聚变(ICF)所需要的高功率激光驱动器的研究在国内外始终是一个热点研究领域。激光驱动器的建设是一项大型复杂科学工程,具有技术先进、规模庞大、学科交叉、研制周期长等主要特点,其中,预放大系统具有多功能兼顾、多参数测试与控制、大范围高精度调节与高可靠性需求等主要技术特点,综合技术难度较高。本论文的主要任务是根据当前预放大系统的任务需求,研究甚多路建设中系统关键技术指标的实现技术、优化方法和甚多路技术状态管理方法,为任务决策体系提供技术、管理方面的参考。首先通过对目前国内外主要ICF激光驱动器研究学习,分析预放大系统的主要功能和主要特点以及各自的技术历程,研究预放大系统典型技术路线、关键技术指标的实现方法,明确甚多路建设背景下,预放大系统研制过程中关键问题。其次,在甚多路用户装置研制背景下,重点研究了稳定性、可靠性与预测性、敏感度和一致性等关键技术问题。采用了激光技术相关理论、可靠性相关理论和统计学相关理论,分析研究了典型技术方案的稳定性和可靠性差异,开展了能量稳定性理论与实验研究、近场光束质量和一致性的理论与实验研究等内容,获得了主要技术路线预放大系统关键优化方向和参考优化参数,在此基础上,以系统可靠性研究为出发点,开展了典型系统的可靠性对比分析,建立了预放大系统的失效模型和故障树,分析阐明了目前预放大系统故障主要薄弱环节,再结合提高运行可靠性需求,建立形成了48路状态监测、故障预测和日常安全运行和系统状态健康管理模式,为甚多路预放大系统工程实施奠定了技术基础。最后从两次大型工程实践和NIF工程实践经验出发,研究了NASA工程技术状态管理方法,并结合航天系统技术状态管理经验,建立了甚多路建设中预放大系统风险防范基本方法、技术状态评估基本内容与基本流程。本论文的研究内容、方法和研究结果对我国甚多路大型激光装置预放大系统的工程设计与建设,具有较高的工程参考意义。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN249

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