薛全喜,刘彦鹏,赵学庆,王 淏,王大辉,张永生,马连英,易爱平,黄 超,沈炎龙,黄 珂,刘晶儒

(激光与物质相互作用国家重点实验室;西北核技术研究所:西安 710024)

靶区系统是大型激光装置的主要组成部分之一,为开展激光等离子体物理实验提供了重要技术支撑。在国内外已建成的大型激光实验平台上,均建有规模庞大、结构复杂且性能先进的靶区系统,如美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的National Ignition Facility(NIF)装置[1-7]、罗切斯特大学的Omega激光装置[8],法国的French Megajoule Laser Facility(LMJ)激光装置[9]及我国神光系列激光装置[10-11]均建有功能齐全的靶区系统。各装置上所建靶区系统性能各有特色,法国的LMJ激光装置和美国NIF 装置靶室规模庞大,直径达10 m,配有终端光学组件、数十套诊断设备,以及碎片防护、X 光防护、靶定位、光束引导等实验辅助系统[2-5];我国神光系列靶室直径为2～6 m,也同样为结构复杂的大型实验系统[10-12],同样配有与实验功能相匹配的诊断系统和实验辅助系统。这些靶区系统的规模和性能主要取决于激光装置的性能参数和功能定位,因此,各靶区系统各有特色,需要单独进行设计。该类系统同时具有科学性、精密性和可扩展性3个特点。首先,该类系统是一个集当代前沿科学技术于一体的大型实验系统,涉及真空、光学、机械、电子学、等离子体物理、核技术及材料学等多学科知识,具有前沿性和科学性[1-7,10];其次,系统中靶定位、光束引导、诊断设备与激光参数之间在时空上需精准匹配,精度分别高达……