2-42 神光Ⅱ散射光和SRS谱的实验分析

张家泰 刘占军 郑春阳

　　按神光Ⅱ进洞2kJ三倍频激光能量的指标，如何设计腔的大小，提高腔内的辐射温度和均匀性，减少散射光和超热电子的预热，最终提高压缩度和中子产额，2002年上半年对于神光II半腔靶，一端4束三倍频激光以45° 入射，其激光能量约4250J，半腔靶f 800mm´700mm，入射口f 380mm的镜面反射激光辐照放置在半腔端面的f 200mm小球的激光能量进行了实验测量。对实验进行了理论估算和数值模拟，首先计算出在腔壁上的焦斑半径为161.2mm，激光强度为2´ 10¹⁴W/cm²，N_D三倍频激光入射在重元素金腔壁上，主要的吸收机制是逆韧致吸收。为了计算吸收效率，首先从波尔兹曼方程出发推导出电子- 离子碰撞频率，考虑2种密度分布和密度标长以及非线性逆韧致效应计算得到第一次打击的逆韧致吸收效率f_A=65.5%，加上反常吸收约5%，扣除SRS和SBS光约10%，这样镜面反射光占19.5%，在此路径上只有较薄层等离子体，按上述方法计算出的吸收是25%，可以得到半靶的镜面反射光能量是146.3J。再按几何光学原理估算反射光被小球挡掉的份额为31%，即小球挡掉45.4J，吸收挡光能量约36.3J；数值模拟为挡掉39.2J，实验为33.5~44J。实验与理论和数值模拟基本符合。

　　利用LPI2D程序，求解SRS散射率h_SRS计算出的SRS谱较好地再现了实验结果。初始输入由二维流体力学程序模拟得到的二维密度分布和温度，图1和2分别表示多峰和双峰谱，其中图1(a)表示输入的密度分布，图1(b)由上到下分别表示实验谱、理论谱以及二者的比较。

　　图2中的351，530nm波长处的峰值是三倍频和二倍频信标光。图1表示的多峰谱波长范围为380~580nm，三个峰值对应的波长分别是415，450，580nm；图2表示的双峰谱波长范围为460~580nm，两个峰值对应的波长分别是485，550nm。SRS发生的密度区为0.01n_c~0.16n_c。SRS光能量约为入射光能量的1%。