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基于速度干涉仪的冲击波精密调速实验技术研究

王峰 彭晓世 梅鲁生 刘慎业 蒋小华 丁永坤

基于速度干涉仪的冲击波精密调速实验技术研究

王峰, 彭晓世, 梅鲁生, 刘慎业, 蒋小华, 丁永坤
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  • 冲击波精密调速技术是惯性约束聚变研究的关键技术之一. 针对冲击波精密调速诊断技术的要求, 以神光III原型上脉宽为3 ns的两台阶整形激光脉冲为源, 用石英晶体做窗口材料, 模拟了双冲击在石英晶体中传输和追赶的过程. 利用两发典型双冲击波调速的实验数据, 验证了神光III原型具有的精密调速能力. 实验结果表明, 在驱动源、 靶和诊断系统参数一致的条件下, 两发实验获得的实验结果中两次冲击出现的时刻, 冲击波速度都很一致. 通过精细分析, 发现在两次冲击交会的时刻, 干涉条纹清晰度和完整性变化最大, 最终数据处理获得的冲击波速度偏差也最大. 同时, 在二次冲击的冲击波速度有较大增加的条件下, 并没有观察到冲击波阵面的反射率的明显增加. 本文的实验结果作为一个数据依据, 为全面开展冲击波调速实验提供了有效的方法.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10805041)、 等离子体物理重点实验室基金和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2011B0102020) 资助的课题.
    [1]

    Munro D H, Celliers P M, Collins G W, Gold D M, Da Silva L B, Haan S W, Cauble R C, Hammel B A, Hsing W W 2006 Phys. Plasmas 8 2245

    [2]

    Boehly T R, Vianello E, Miller J E, Craxton R S, Collins T J B, Goncharov V N, Igumenshchev I V, Meyerhoferc D D, Hicks D G, Celliers P M, Collins G W 2006 Phys. Plasmas 13 056303

    [3]

    Hicks D G, Celliers P M, Collins G W, Eggert J H, Moon S J 2003 Phys. Rev. Lett. 91 035502

    [4]

    Celliers P M, Bradley D K, Collins G W, Hicks D G, Boehly T R, Armstrong W J 2004 Rev. Sci. Instrum. 75 4916

    [5]

    Theobald W, Miller J E, Boehly T R, Vianello E, Meyerhofer D D, Sangste T C, Eggert J, Celliers P M 2006 Phys. Plasmas 13 122702

    [6]

    Celliers P M, Collins G W, Da Silva L B, Gold D M, Cauble R, Wallace R J, Foord M E, Hammel B A 2000 Phys. Rev. Lett. 84 5564

    [7]

    Celliers P M, Collins G W, Hicks D G, Koenig M, Henry E, Benuzzi-Mounaix A, Batani D, Bradley D K, Da Silva L B, Wallace R J, Moon S J, Eggert J H, Lee K K M, Benedetti L R, Jeanloz R, Masclet I, Dague N, Marchet B, Rabec M, Gloahec Le, Reverdin C H, Pasley J, Willi O, Neely D, Danson C 2004 Phys. Plasmas 11 L41

    [8]

    Boehly T R, Munro D, Celliers P M, Olson R E, Hicks D G, Goncharov V N, Collins G W, Robey H F, Hu S X, Morozas J A, Sangster T C, Landen O L, Meyerhofer D D 2009 Phys. Plasmas 16 056302

    [9]

    Wang F, Peng X S, Liu S Y, Li Y S, Jiang X H, Ding Y K 2010 Acta Optica Sinica 30 1327 (in Chinese) [王峰, 彭晓世, 刘慎业、 李永升, 蒋小华, 丁永坤 2010 光学学报 30 1327]

    [10]

    He M Q, Dong Q L, Sheg Z M, Weng S M, Chen M, Wu H C, Zhang J 2009 Acta Phys. Sin. 58 363 (in Chinese) [何民卿, 董全力, 盛政明, 翁苏明, 陈民, 武慧春, 张杰 2009 物理学报 58 363]

    [11]

    Zhang Yi, Li Y T, Zheng Z Y, Liu F, Zhong J Y, Lin X X, Liu F, Lu X, Zhang J 2007 Chin. Phys. B 16 3728

    [12]

    Lu J X, Wang Z, Liang J, Shan Y S, Zhou C Z, Xiang Y H, Lu Z, Tang X Z 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 799 (in Chinese) [路建新, 王钊, 梁晶, 单玉生, 周创志, 向益淮, 陆泽, 汤秀章 2006 强激光与粒子束 18 799]

    [13]

    Chen Y J, Yang Y Y, Zhuo Y M, Yang L M 2006 Optical Instruments 28 71 (in Chinese) [陈阳杰, 杨甬英, 卓永模, 杨李铭 2006 光学仪器 28 71]

    [14]

    Olson R E, Bradley D K, Rochau G A, Collins G W, Leeper R J, Suter L J 2006 Rev. Sci. Instrum. 77 10E523

    [15]

    Hicks D G, Boehly T R, Eggert J H, Miller J E, Celliers P M, Collins G W 2006 Phys. Rev. Lett. 97 (2) 025502

    [16]

    You B Shi 2007 The Journal of Light Scattering 19 173 (in Chinese) [石右彬 2007 光散射学报 19 173]

  • [1]

    Munro D H, Celliers P M, Collins G W, Gold D M, Da Silva L B, Haan S W, Cauble R C, Hammel B A, Hsing W W 2006 Phys. Plasmas 8 2245

    [2]

    Boehly T R, Vianello E, Miller J E, Craxton R S, Collins T J B, Goncharov V N, Igumenshchev I V, Meyerhoferc D D, Hicks D G, Celliers P M, Collins G W 2006 Phys. Plasmas 13 056303

    [3]

    Hicks D G, Celliers P M, Collins G W, Eggert J H, Moon S J 2003 Phys. Rev. Lett. 91 035502

    [4]

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    Theobald W, Miller J E, Boehly T R, Vianello E, Meyerhofer D D, Sangste T C, Eggert J, Celliers P M 2006 Phys. Plasmas 13 122702

    [6]

    Celliers P M, Collins G W, Da Silva L B, Gold D M, Cauble R, Wallace R J, Foord M E, Hammel B A 2000 Phys. Rev. Lett. 84 5564

    [7]

    Celliers P M, Collins G W, Hicks D G, Koenig M, Henry E, Benuzzi-Mounaix A, Batani D, Bradley D K, Da Silva L B, Wallace R J, Moon S J, Eggert J H, Lee K K M, Benedetti L R, Jeanloz R, Masclet I, Dague N, Marchet B, Rabec M, Gloahec Le, Reverdin C H, Pasley J, Willi O, Neely D, Danson C 2004 Phys. Plasmas 11 L41

    [8]

    Boehly T R, Munro D, Celliers P M, Olson R E, Hicks D G, Goncharov V N, Collins G W, Robey H F, Hu S X, Morozas J A, Sangster T C, Landen O L, Meyerhofer D D 2009 Phys. Plasmas 16 056302

    [9]

    Wang F, Peng X S, Liu S Y, Li Y S, Jiang X H, Ding Y K 2010 Acta Optica Sinica 30 1327 (in Chinese) [王峰, 彭晓世, 刘慎业、 李永升, 蒋小华, 丁永坤 2010 光学学报 30 1327]

    [10]

    He M Q, Dong Q L, Sheg Z M, Weng S M, Chen M, Wu H C, Zhang J 2009 Acta Phys. Sin. 58 363 (in Chinese) [何民卿, 董全力, 盛政明, 翁苏明, 陈民, 武慧春, 张杰 2009 物理学报 58 363]

    [11]

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    [12]

    Lu J X, Wang Z, Liang J, Shan Y S, Zhou C Z, Xiang Y H, Lu Z, Tang X Z 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 799 (in Chinese) [路建新, 王钊, 梁晶, 单玉生, 周创志, 向益淮, 陆泽, 汤秀章 2006 强激光与粒子束 18 799]

    [13]

    Chen Y J, Yang Y Y, Zhuo Y M, Yang L M 2006 Optical Instruments 28 71 (in Chinese) [陈阳杰, 杨甬英, 卓永模, 杨李铭 2006 光学仪器 28 71]

    [14]

    Olson R E, Bradley D K, Rochau G A, Collins G W, Leeper R J, Suter L J 2006 Rev. Sci. Instrum. 77 10E523

    [15]

    Hicks D G, Boehly T R, Eggert J H, Miller J E, Celliers P M, Collins G W 2006 Phys. Rev. Lett. 97 (2) 025502

    [16]

    You B Shi 2007 The Journal of Light Scattering 19 173 (in Chinese) [石右彬 2007 光散射学报 19 173]

  • [1] 王峰, 彭晓世, 刘慎业, 蒋小华, 徐涛, 丁永坤, 张保汉. 三明治靶型在间接驱动冲击波实验中的应用. 物理学报, 2011, 60(11): 115203. doi: 10.7498/aps.60.115203
    [2] 王峰, 彭晓世, 刘慎业, 李永升, 蒋小华, 丁永坤. 超高压下冲击波速度直接测量技术. 物理学报, 2011, 60(2): 025202. doi: 10.7498/aps.60.025202
    [3] 王峰, 彭晓世, 刘慎业, 蒋小华, 丁永坤. 利用成像型速度干涉仪进行聚苯乙烯材料中冲击波调速的实验研究. 物理学报, 2011, 60(8): 085203. doi: 10.7498/aps.60.085203
    [4] 常宏, 杨福桂, 董磊, 王安廷, 谢建平, 明海. 激光光斑形状和尺寸对扫描显示中散斑对比度的影响. 物理学报, 2010, 59(7): 4634-4639. doi: 10.7498/aps.59.4634
    [5] 宋洪胜, 庄桥, 刘桂媛, 秦希峰, 程传福. 菲涅耳深区散斑强度统计特性及演化. 物理学报, 2014, 63(9): 094201. doi: 10.7498/aps.63.094201
    [6] 宋洪胜, 刘桂媛, 张宁玉, 庄桥, 程传福. 大散射角散斑场中有关相位奇异新特性的研究. 物理学报, 2015, 64(8): 084210. doi: 10.7498/aps.64.084210
    [7] 程传福, 滕树云, 宋洪胜, 张宁玉, 刘曼. 散斑场相位涡旋及其传播特性的实验研究. 物理学报, 2009, 58(6): 3887-3896. doi: 10.7498/aps.58.3887
    [8] 张宁玉, 程传福, 滕树云, 宋洪胜, 刘桂媛, 刘曼. 参考光干涉提取复振幅的散斑统计函数的实验研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7654-7661. doi: 10.7498/aps.58.7654
    [9] 杨春林. 等离子体中散斑光场的传输特性. 物理学报, 2018, 67(8): 085201. doi: 10.7498/aps.67.20171795
    [10] 贺红亮, 祝文军, 邓小良, 李英骏, 崔新林. 冲击波压缩下含纳米孔洞单晶铁的结构相变研究. 物理学报, 2006, 55(10): 5545-5550. doi: 10.7498/aps.55.5545
    [11] 陈大年, 王焕然, 俞宇颖, 谭 华, 胡建波, 戴诚达. 冲击波作用下铝的等效剪切模量. 物理学报, 2008, 57(4): 2352-2357. doi: 10.7498/aps.57.2352
    [12] 喻寅, 王文强, 杨佳, 张友君, 蒋冬冬, 贺红亮. 多孔脆性介质冲击波压缩破坏的细观机理和图像. 物理学报, 2012, 61(4): 048103. doi: 10.7498/aps.61.048103
    [13] 黄秀光, 吴 江, 王瑞荣, 马民勋, 何钜华, 叶君健, 顾 援, 傅思祖. 斜入射激光驱动的冲击波在样品中传播特性的实验研究. 物理学报, 2003, 52(8): 1877-1881. doi: 10.7498/aps.52.1877
    [14] 冯玉军, 杜金梅, 谷 岩, 蒋冬冬. 冲击波加载下PZT 95/5铁电陶瓷的电阻率研究. 物理学报, 2008, 57(1): 566-570. doi: 10.7498/aps.57.566
    [15] 张杰, 王薇. 冲击波在铝靶中传播的数值模拟研究. 物理学报, 2001, 50(4): 741-747. doi: 10.7498/aps.50.741
    [16] 江少恩, 李文洪, 孙可煦, 蒋小华, 刘永刚, 崔延莉, 陈久森, 丁永坤, 郑志坚. 神光Ⅱ上柱形黑腔辐射驱动冲击波. 物理学报, 2004, 53(10): 3424-3428. doi: 10.7498/aps.53.3424
    [17] 伍友成, 刘高旻, 戴文峰, 高志鹏, 贺红亮, 郝世荣, 邓建军. 冲击波作用下Pb(Zr0.95Ti0.05)O3铁电陶瓷去极化后电阻率动态特性. 物理学报, 2017, 66(4): 047201. doi: 10.7498/aps.66.047201
    [18] 谷岩, 刘雨生, 贺红亮, 陈学锋, 王根水, 董显林, 冯宁博, 聂恒昌. 冲击波加载下孔隙率对Pb0.99(Zr0.95Ti0.05)0.98Nb0.02O3 铁电陶瓷去极化性能的影响. 物理学报, 2010, 59(12): 8897-8902. doi: 10.7498/aps.59.8897
    [19] 马文, 祝文军, 张亚林, 经福谦. 纳米多晶铁的冲击相变研究. 物理学报, 2011, 60(6): 066404. doi: 10.7498/aps.60.066404
    [20] 邵建立, 王 裴, 秦承森, 周洪强. 铁冲击相变的分子动力学研究. 物理学报, 2007, 56(9): 5389-5393. doi: 10.7498/aps.56.5389
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-27
  • 修回日期:  2011-10-19
  • 刊出日期:  2012-07-05

基于速度干涉仪的冲击波精密调速实验技术研究

  • 1. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 10805041)、 等离子体物理重点实验室基金和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号: 2011B0102020) 资助的课题.

摘要: 冲击波精密调速技术是惯性约束聚变研究的关键技术之一. 针对冲击波精密调速诊断技术的要求, 以神光III原型上脉宽为3 ns的两台阶整形激光脉冲为源, 用石英晶体做窗口材料, 模拟了双冲击在石英晶体中传输和追赶的过程. 利用两发典型双冲击波调速的实验数据, 验证了神光III原型具有的精密调速能力. 实验结果表明, 在驱动源、 靶和诊断系统参数一致的条件下, 两发实验获得的实验结果中两次冲击出现的时刻, 冲击波速度都很一致. 通过精细分析, 发现在两次冲击交会的时刻, 干涉条纹清晰度和完整性变化最大, 最终数据处理获得的冲击波速度偏差也最大. 同时, 在二次冲击的冲击波速度有较大增加的条件下, 并没有观察到冲击波阵面的反射率的明显增加. 本文的实验结果作为一个数据依据, 为全面开展冲击波调速实验提供了有效的方法.

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参考文献 (16)

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