《兆高斯量級軸向磁場下雷射與黑腔相互作用的實驗研究》是依託中國工程物理研究院雷射聚變研究中心，由況龍鈺擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：兆高斯量級軸向磁場下雷射與黑腔相互作用的實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：況龍鈺
- 依託單位：中國工程物理研究院雷射聚變研究中心
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用高功率雷射與高Z材料黑腔相互作用產生高溫、對稱、乾淨的輻射源是高能量密度物理領域重要的研究內容之一。在高功率、長脈衝雷射條件下，黑腔內部的電漿填充和雷射電漿非線性過程是目前影響黑腔輻射品質的兩個主要因素。項目組提出利用兆高斯量級軸向磁場抑制腔內的電漿填充和雷射電漿非線性過程。為了在黑腔內部產生兆高斯量級的軸向磁場，本項目在電容-線圈靶的基礎上提出了電容-黑腔靶，擬利用高功率雷射打靶在黑腔內部產生兆高斯量級的軸向磁場，然後開展雷射與磁化黑腔相互作用的實驗研究。本項目對黑腔能量學、雷射與磁化電漿相互作用等方面的研究都具有重要的意義。
結題摘要
LPI問題作為制約NIF實現聚變點火的關鍵因素之一，近年來逐漸成為研究的重點。黑腔電漿填充是導致LPI複雜化的主要原因，它直接影響了雷射的能量耦合效率和能量沉積位置，進而影響黑腔的輻射場品質。為了解決黑腔的電漿填充問題，項目組提出利用兆高斯量級軸向磁場抑制腔壁電漿的徑向運動，進而控制腔內的電漿填充，為入射雷射提供傳輸通道。基於這一想法，課題組開展了大量的理論預估和數值模擬研究，確定了開展實驗研究的參數空間，並在此基礎上開展實驗探索。項目組利用SG2第九路1.8kJ，1ns基頻光與線圈靶相互作用，產生了峰值強度達到500T左右的脈衝強磁場，並將該磁場與黑腔耦合，研究雷射與磁化黑腔的相互作用。項目組利用分幅相機沿黑腔軸向觀測腔內X光發光區域的時間演化過程，測量結果表明，強磁場顯著改變了腔內的電漿分布，在腔內形成一個低密度的電漿空泡，並且在SRS光譜上出現了明顯的短波截止現象，這些現象都表明了強磁場對腔內電漿徑向運動的抑制作用，首次從實驗上驗證了兆高斯量級軸向強磁場在控制腔內電漿填充方面的作用。利用磁場對腔內電漿徑向運動的抑制作用，有望用磁化真空黑腔替代充氣黑腔，對雷射慣性約束聚變的靶設計具有潛在的套用價值。
