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《山东大学》 2005年
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高功率固体激光装置的优化设计及综合评估方法研究

杨菁  
【摘要】:惯性约束聚变(ICF)研究是当今科学技术研究的一项重要领域,对于新型能源的开发具有深远的科学意义和重要的应用价值。 用于惯性约束聚变研究的新一代高功率激光驱动器是运行在高功率、高负载条件下的大型复杂激光装置,其结构复杂、规模庞大、建造费用高昂,且建造过程涉及一系列多学科物理、技术和工程问题。在高功率激光驱动器的建造过程中进行系统优化设计,对于提高装置总体性能价格比,平衡工程难度,降低工程建造风险具有重要的意义。 在此研究背景下,本论文系统研究了高功率激光装置的优化设计方法,重点讨论了激光放大系统的构型设计优化,并在优化设计需求牵引下,建立了我国第一套高功率激光装置综合评估体系,从理论上科学、合理地比较了各设计方案的特点,为最终总体技术方案的确立提供了必需的评判标准和依据。本论文工作是高功率固体激光装置总体技术研究的重要组成部分,以我国在建的神光Ⅲ激光装置设计建造为依托,开展了一系列的研究工作,主要研究内容及成果包括以下部分: 1.详细讨论了高功率固体激光装置优化设计过程中的基本科学理论及技术问题。重点分析了钕玻璃固体激光放大器的工作原理及放大理论。本着优化设计、提高系统性能价格比的总体目标,讨论了影响系统能量转换效率的三个主要环节,即激光放大器的储能效率、激光放大器储能的提取效率及三倍频能量转换效率等,并分析了各环节的影响因素。分析了优化设计所要考虑的边界条件:一是装置在短脉冲(≤1ns)运行条件的B积分限制,即装置的功率受限条件;二是装置在长脉冲(3ns)运行条件下的光学元件的损伤阈值,即装置的能量受限条件。研究了影响系统输出能力的激光材料增益饱和特性。以上各项研究内容为下一步的优化设计提供了理论基础。 2.由于高功率激光装置主放大级的总体技术方案基本决定了整个激光装置设计优化的总体技术方案,因此本文将主放大级的设计优化研究作为讨论重点。在主放大级的设计构型中,多程放大构型是提高系统效率、降低装置成本的最为有效的一种方案,目前已被广泛地应用于大型高功率激光装置的主放大级构
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN248.1

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张军伟;周海;周忆;冯斌;王时龙;林东晖;景峰;;激光原型装置结构稳定性指标划分理论及检测[J];强激光与粒子束;2008年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张翔;基于体布拉格光栅的角选择滤波与光束控制研究[D];华中科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 景峰,张小民,朱启华,彭志涛,蒋东镔,程晓峰,陈波,陈远斌,刘华,刘兰琴,刘红婕,张清泉;钕玻璃介质中强激光束传输特性的初步研究[J];强激光与粒子束;2000年05期
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5 杨菁,张小民,胡东霞,粟敬钦,王文义,袁静,师智全,许兰;高功率激光装置总体设计的综合评估方法[J];强激光与粒子束;2005年05期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 朱启华;带反转器的四程空间滤波器[D];四川大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈东锋,刘进忙;AHP-Fuzzy方法在防空C~3I系统效能评估中的应用[J];情报指挥控制系统与仿真技术;2003年08期
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3 张琳,陈绍顺;基于集对分析的战场态势分析模型[J];情报指挥控制系统与仿真技术;2005年05期
4 焦利明;杨建立;;一种确定指标权重的新方法[J];指挥控制与仿真;2006年01期
5 陈章;李明;徐健;金勇杰;;基于三标度法的炮阵地多目标决策方法[J];指挥控制与仿真;2008年04期
6 汪德飞;肖利辉;周世华;张晓龙;;基于综合集成赋权法的主攻方向和突破口决策模型[J];指挥控制与仿真;2010年06期
7 齐艳红;图书期刊评定分析的一种网络分布式计算软件[J];情报杂志;2003年01期
8 刘慧,戴锋,吴松涛;军事决策方案首选机制的熵权决策分析法[J];情报杂志;2003年05期
9 刘怀兴;吴绍民;叶尔江;杨世松;;层次分析法在信息安全风险评估中的应用[J];情报杂志;2006年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 马维斌;陈东林;;高技术战争军事力量结构分析与评价[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
3 朱建新;倪慧;;企业合作创新的伙伴选择问题:决策程序与关键[A];第七届中国科技政策与管理学术年会论文集[C];2011年
4 龙桐;翟志刚;司廷;罗喜胜;杨基明;;柱状汇聚激波的参数测量[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(上册)[C];2010年
5 马亚龙;孙明;朱敏洁;;基于仿真结果的综合评估研究[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年
6 刘慧;管理;;基于信息熵的决策方案优选策略[A];第四届全国决策科学/多目标决策研讨会论文集[C];2007年
7 胡丽丽;姜中宏;;磷酸盐激光玻璃研究进展[A];庆祝中国硅酸盐学会成立六十周年专辑[C];2005年
8 白凌云;向军淮;雷明凯;;Er~(3+)掺杂浓度对掺Er~(3+):TiO_2粉末结构及其光致发光特性的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
9 邓亚红;罗斌;柳红英;;光束在级联非线性介质中的传输规律研究[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年
10 杨战民;;线性广义系统极点配置的方法[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄小东;ICF激光驱动器前端系统关键技术研究[D];山东大学;2010年
2 曹卫兵;可再生能源产业技术评价与选择研究[D];北京交通大学;2011年
3 郑建洲;高功率激光靶面均匀辐照技术的研究[D];大连理工大学;2011年
4 许可;面向生态保护和恢复的梯级水电站联合优化调度研究[D];华中科技大学;2011年
5 王伟;ICF激光驱动器频率转换关键问题研究[D];山东大学;2011年
6 邹长城;中国核电产业自主化发展研究[D];中南大学;2011年
7 周恩宇;增益导引—折射率反导引大模场光纤的设计、模拟及实验研究[D];复旦大学;2011年
8 陈英;高功率钕玻璃激光系统的宽带三倍频技术方案研究[D];复旦大学;2010年
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10 彭志涛;强激光复杂光机组件光学元件激光损伤在线检测技术研究[D];中国工程物理研究院;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔晨晖;“神光Ⅱ”升级装置谐波转换单元晶体离线调试系统设计[D];中国工程物理研究院;2010年
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3 袁毅;激光毁伤多参数测试技术研究[D];长春理工大学;2010年
4 赵鹏;基于模糊物元的中小型水电站增容改造方案研究[D];郑州大学;2010年
5 王维燕;基于失败视角下的装备制造业企业合作创新伙伴选择研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张婧阳;驱动农村新型金融机构成长的能力要素研究[D];大连理工大学;2010年
7 张秋艳;海洋溢油生态损害快速预评估模式研究[D];中国海洋大学;2010年
8 张忠朋;稀土掺杂硼酸盐荧光粉及玻璃的微结构和发光性质研究[D];天津理工大学;2010年
9 沈策;新型Ce~(3+)离子和SnO_2掺杂玻璃的发光性能研究[D];华东理工大学;2011年
10 张弓;基于预决策粒子群算法的悬架仿真优化[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 朱启华,张小民,景峰,谭吉春,陈哲,曹动,闫述卓,刘勇;多程放大系统总体光路的稳定性研究[J];强激光与粒子束;1999年06期
2 张光勇,章鹤龄;具有空间滤波性能的全息滤波器[J];首都师范大学学报(自然科学版);1997年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 师智全;大型固体激光装置光学元件结构稳定性分析研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王芳;ICF驱动器3ω光学系统光束质量变化特性研究[D];中国工程物理研究院;2007年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 程坤;基于多光子吸收效应的激光脉冲平滑技术研究[D];中国工程物理研究院;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 林琳;光热折变材料及体光栅衍射特性的理论与实验研究[D];北京工业大学;2012年
2 熊宝星;光热敏折变玻璃的制备及其Bragg体光栅特性研究[D];苏州大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 常铁强,贺贤土,于敏;高增益间接驱动惯性约束聚变物理过程[J];强激光与粒子束;1989年03期
2 朱启华,张小民,景峰,谭吉春,陈哲,曹动,闫述卓,刘勇;多程放大系统总体光路的稳定性研究[J];强激光与粒子束;1999年06期
3 景峰,张小民,朱启华,彭志涛,蒋东镔,程晓峰,陈波,陈远斌,刘华,刘兰琴,刘红婕,张清泉;钕玻璃介质中强激光束传输特性的初步研究[J];强激光与粒子束;2000年05期
4 张树葵,文国庆,王晓东,唐军,周丕璋,彭翰生;双向泵浦钛宝石脉冲激光的多通放大[J];强激光与粒子束;1997年02期
5 景峰,张小民,满永在,朱启华,罗斌;四程放大系统能流分布的模拟计算和分析[J];强激光与粒子束;1998年01期
6 张彬,吕百达;高功率多程激光放大系统的优化设计[J];强激光与粒子束;1999年01期
7 杨建军,阮双琛,侯洵;啁啾脉冲激光放大的数值分析[J];强激光与粒子束;1999年02期
8 张华,范滇元;钕玻璃片状激光放大器自发辐射放大特性的研究[J];物理学报;2000年06期
9 张树葵,文国庆,周丕璋,王晓东,满永在,彭翰生,王清月;双向抽运钛宝石啁啾脉冲激光多通放大的理论与实验研究[J];物理学报;1997年05期
10 张华,范滇元;高功率钕玻璃激光放大器优化设计的研究现状与展望[J];物理;1999年02期
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