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中国における高出力固体レーザ技術の開発における2つの突破する

中国における高出力固体レーザー技術の開発における2つの突破する

要約:1960年のレーザーの出現直後、旧ソビエト連邦のBassoff、American Nuckolls、そして私のKing Suichangなどの有名な科学者たちは、実験室で非常に高い出力密度のレーザーを作り出す能力、高温高圧条件の生成、そして核生成を強く意識していた。 核融合は、それぞれの国で初期のレーザー核融合研究を独自に推進しました。 今日、レーザー駆動慣性閉込め核融合(ICF)研究は、実験室でICFと高エネルギー密度科学を研究している最先端の技術分野となっています。

キーワード:中国、ハイパワー、固体、レーザー技術、二回

1960年にレーザーが登場して間もないソビエト連邦バソフ院士、米国のNatkollsと中国 Wang Yichang教授ら有名な科学者は、実験室内で高出力密度を創造できるレーザーを鋭敏に意識し、高温高圧的な条件を生み出し、核融合を誘発し、それぞれの所在国で早期のレーザー集変研究を推進している。今日、レーザー駆動慣性制約集変(inertial Infineut feut fision、IC F)研究はすでに重大な最先端技術分野となっており、実験室内でIC Fと高能密度物理学(盛り込みenergy densal scies、HDs)のかけがえのない主要な技術ルートであり、さらに未来人類が持続可能なエネルギーを創造する主要な技術ルートの一つである。

ICFは核融合着火の基本的な物理的特性を実現するもので、高出力密度エネルギーを使用して燃焼ターゲットを加熱し、圧縮して燃料を自立燃焼させることによって、いわゆる「ローソン基準」となる熱核着火条件を実現します。 高出力レーザは、正確な制御性を有するICF駆動条件に関して重要な利点を有するが、実験室のミリメートル空域およびナノ秒時間領域スケールにおいてローソン基準を達成するのに必要とされる正確な条件は容易ではない。 第1に、十分に高いエネルギーおよびパワーでレーザパルスを駆動することが必要であり、またレーザ波長、高いビーム品質、高い目標精度、正確なパルス波形および同期精度を含む高いビーム品質を必要とする。 これらの技術的要求は、高出力レーザー技術の研究開発の方向性を指摘しており、また高出力固体レーザー装置の開発にとって大きな挑戦を提起している。

1970年代に、中国工学物理学院のYu Min教授は、レーザー慣性閉込め核融合が、理論、実験、診断、ターゲット、およびレーザードライバーの5つの側面を含む非常に複雑で大規模な科学プロジェクトであることを提案しました。 お互いの協調的な発展、すなわち「5つの1つ」の発展思考。

現時点では、ICF研究と巨大レーザードライバの全体的なレベルは、核融合科学と高エネルギー密度の科学的研究の分野における国全体のレベルを表す、その国の全体的な強さを反映しています。 現在、高出力レーザー技術の研究は輝かしい開発過程を経て、第一世代技術が歴史となり、第二世代技術が開発の主流となり、三世代技術が出現し、高出力固体レーザー技術の活発な開発を示している。

1970年代以来、アメリカ、中国、イギリス、フランス、日本、ロシアおよび他の国々は、100ジュールから数十キロジュールまでの範囲のエネルギーを有する多数のナノ秒パルス幅ビスマスレーザーデバイスを連続して製造してきた。 1990年代、先進国はより大規模な設備の建設を開始し、高出力レーザー技術の開発は新たな歴史的時代に入りました。 1990年代半ば、アメリカのリバモア研究所(LLNL)は、新世代の固体レーザー光学材料、ユニット技術、そして高度な総合設計技術の開発を先導し、数十億ドル、10年前の科学を立ち上げました。 国立点火装置(NIF)のエンジニアリング、建設。 フランス原子力委員会(CEA)はNIFと同じ大きさのメガジュールレーザー装置(LMJ)の建設を直ちに開始し、ロシアは2017年末までに世界で最も強力なレーザーシステムUFL-2Mの発売を計画しています。 実地調査

超高出力短パルスレーザーは、高出力固体レーザー技術にとってもう一つの重要な方向性です。 1980年代半ばに開発されたチャープパルス増幅(CPA)技術は、レーザー技術の新たな画期的な出来事であり、超短パルスレーザー技術は急速に核融合高速点火および多くの分野横断的分野および防衛用途の指導の下で様々な技術力の焦点となりました。 超短パルスレーザー装置のホットスポット、マルチピコ秒、フェムト秒パルス幅は完成しているか開発中であり、中国科学院は超短パルス超短パルスレーザー装置をリアルタイムで技術的なルートで開発した。

2.高出力固体レーザー装置の開発経緯

1964年に、中国科学院の副学部長であるWang Yichang教授は、「高エネルギーおよび高出力のフォトミラーを使用して中性子を生成するための提案」を提案し、中国科学院の上海光学研究所および精密力学に深く関わった。 パワーレーザー技術の研究におけるDeng Ximingおよび他の科学者の積極的な反応、ならびに中国科学院のリーダーであるZhang Jinfuの支援は、当初はこの広範囲にわたる研究分野を発展させ、徐々に形成していった。 それ以来、中国の高出力レーザー技術は明確な発展の方向性を持っています、上海光学機械研究所は研究所の強力な支援を受けて、最も初期の研究拠点であり、中国アカデミーは徐々に高出力レーザー技術の研究拠点となっています。

1960年代に中国と米国の両方でICF用の高出力レーザードライバーの研究が開始され、1973年に両国はICF技術研究用のレーザードライバーの開発に成功しました。 残念ながら、レーザー技術とプラズマ物理学における過去10年間の継続的な革新と突破口の中で、中国におけるこの研究活動は重要な開発期間を失うことになった多くの理由により、1970年代後半にアメリカが建設されました。 Argusデバイスは1978年に大型のShivaデバイスを使用して製造され、1982年にはより強力なNovaデバイスが製造され、1980年代初頭には中国で大規模レーザーデバイスの予備調査が開始されました。 現時点では、中国の高出力レーザー技術は、米国の多くの分野で遅れをとっています。

投稿者:中国物理学会ジャーナルネットワーク

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