4-17  原型装置单路模拟运行演示系统设计和开发

袁  静  粟敬钦  王文义  陈良明  师智全  杨  菁  许  兰  张  锐

美国LLNL运用了激光性能运行模型(LPOM)系统来运行NIF的首四路激光：(1)利用LPOM提供NIF的实时预测功能；(2)利用LPOM确定NIF所有激光发射的系统参数设置；(3)利用LPOM使拟议中的激光发射对系统产生破坏的可能性减到最小。LPOM已成为NIF首四路激光模块调试的关键工具。目前我国原型装置的运行也需要一套模拟运行演示系统。

为了更好地运行和演示原型装置，设计开发了一套原型装置单路模拟运行演示系统，用于完成对装置运行的模拟、参数初始化、结果预测和动画演示，使运行人员在正式打靶之前，能够在该软件系统上进行试运行打靶，能够由所需打靶能量和脉冲形状确定注入脉冲参数，并对每发打靶的装置光学元件的安全状态有一个全面的把握，可作为原型装置运行打靶的模拟工具。

该软件系统的主要功能有：由所需打靶能量和脉冲形状(矩形)，计算并显示所需预放注入脉冲初始化参数；预测并显示系统输出能量、输出脉冲波形、光路关键位置的最大通量曲线，标识每一光学元件的安全状态；动画演示激光运行打靶过程。

该软件系统的设计思路和工作过程为：(1)从FN方程出发，在给定输出能量下，对注入脉冲参数的初始化方法进行了研究，自编了输入脉冲初始化程序，可计算出所需注入脉冲波形和能量；(2)结合SG99软件进行计算，预测出每一种可能配电情况下的输出能量，光路上每一位置的通量，每一光学元件的安全状态；(3)动画演示激光从预放注入打到靶点的整个传输打靶过程。

自编的注入脉冲参数的初始化计算程序，从FN方程出发，采用了序列脉冲模型和薄片增益损耗模型，该程序与实验数据以及SG99的比较如图1所示，从图1中可以看出所编程序与实验数据以及SG99符合得非常好。