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国产掺镱锥形光纤实现百瓦毫焦级窄线宽纳秒脉冲输出

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强激光与粒子束 2025年

作者：黄智蒙王苏钰张帆耿鹏程张慧嘉潘蓉曾安夏汉定姚泽锋蒋学君张锐冯斌衣永青李平中国工程物理研究院激光聚变研究中心中国电子科技集团公司第四十六研究所绵阳科技城光子技术研究院电子科技大学信息与通信工程学院

窄线宽大能量纳秒脉冲单模光纤放大器具有高效率、高光束质量和小体积等优点，在激光探测、工业加工等应用领域中具有明显的竞争优势。近期中国工程物理研究院激光聚变研究中心基于国产锥形掺镱光纤和主振荡功率放大器（MOPA），实现了... 详细信息

窄线宽大能量纳秒脉冲单模光纤放大器具有高效率、高光束质量和小体积等优点，在激光探测、工业加工等应用领域中具有明显的竞争优势。近期中国工程物理研究院激光聚变研究中心基于国产锥形掺镱光纤和主振荡功率放大器（MOPA），实现了平均功率100 W、脉冲宽度100 ns、单脉冲能量1 mJ、峰值功率10 kW的窄线宽(Δλ3dB=0.49 nm)、线偏振（PER:12.3 dB）、近单模（M2=1.49）全光纤结构1 064 nm激光输出。通过优化增益光纤和放大器设计，可进一步提升放大器的输出能量、功率和光束质量。

关键词：锥形掺镱光纤窄线宽光纤放大器纳秒脉冲

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多罗兰圆晶体高分辨X射线光谱诊断研究

光学学报 2025年

作者：施军江月黎淼王峰杨国洪韦敏习孙奥王瑞泽杨记鑫重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆邮电大学光电工程学院中国工程物理研究院激光聚变研究中心

为了满足X射线光谱诊断宽频谱范围与高光谱分辨的检测要求，基于罗兰圆原理提出了多罗兰圆弯曲晶体结构，该结构不仅能够实现高收光效率，还因遵循罗兰圆原理，在宽频谱范围内保持了高光谱分辨的优势。本文设计了多罗兰圆晶体X射线光谱... 详细信息

为了满足X射线光谱诊断宽频谱范围与高光谱分辨的检测要求，基于罗兰圆原理提出了多罗兰圆弯曲晶体结构，该结构不仅能够实现高收光效率，还因遵循罗兰圆原理，在宽频谱范围内保持了高光谱分辨的优势。本文设计了多罗兰圆晶体X射线光谱检测系统，检测布拉格角度范围为32.1°～36.5°，覆盖X射线波长范围为0.1461 nm～0.1635 nm，对应光谱能量范围为7.6 keV～8.5 keV。完成了该系统对X射线光谱检测的仿真分析，仿真结果显示多罗兰圆结构能够在设计的频谱范围内实现高光谱分辨诊断，其仿真光谱分辨力约为5000，且能够很好的抑制光源延展对光谱分辨力的影响。采用α-石英（2023）晶体材料研制了多罗兰圆弯曲晶体，利用Cu靶X射线管及X射线光子探测器搭建了光谱检测系统，进行了X射线探测实验。实验结果表明，该系统能够成功获取Cu的Kα1及Kα2聚焦光谱，其实际光谱分辨力超过3000。

关键词： X射线光学多罗兰圆结构高光谱分辨力衍射聚焦宽频谱检测范围

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相变耦合吸附储热填充床的蒸汽热输出特性

中国电机工程学报 2025年

作者：李卓航葛志伟王亮梁志松徐德厚林曦鹏陈海生中国科学技术大学近代力学系中国科学院工程热物理研究所国家能源大规模物理储能技术(毕节)研发中心

为探究及优化吸附储热填充床的蒸汽热输出特性，该文采用空气作为储热介质、低品位水作为释热介质，搭建相变耦合吸附储热填充床进行实验研究。对比不同填充床内部填料结构下的系统储/释热性能，探讨了填充床内部斜温层形成及演变规律... 详细信息

为探究及优化吸附储热填充床的蒸汽热输出特性，该文采用空气作为储热介质、低品位水作为释热介质，搭建相变耦合吸附储热填充床进行实验研究。对比不同填充床内部填料结构下的系统储/释热性能，探讨了填充床内部斜温层形成及演变规律；通过变换不同储／释热操作条件，获得了储/释热温度与低品位水变蒸汽的最优对口条件。实验结果表明：相变耦合吸附填充床有利于在释热过程中形成稳定的斜温层，蒸汽输出温度188 ℃时的瞬时释热功率约为22 kW。储热温度的增加对系统性能的提升具有显著影响，释热温度一定的情况下，系统能效随着储热温度的提升而增加，储热温度200 ℃时，填充床储释热效率可达99%，该研究对于开发工业低品位废热的稳定提质利用技术等方面具有指导意义。

关键词：相变储热热化学储热吸附斜温层填充床

紧凑型ECR-DD中子发生器二次电子抑制研究

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真空科学与技术学报 2025年

作者：廖晨伦孟献才李旭李晨暄谢亚红曹小岗徐伟李辉梁立振合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 东华理工大学核科学与工程学院中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所中国科学院高能物理研究所

中子发生器在工作时，D+被加速轰击至钛靶，钛靶受到高能束流轰击的同时表面会产生二次电子，加重电源负载，影响系统的稳定性。本文研究了不同电极结构对腔室温度、真空度和中子产额的影响。结果表明电极腰孔的形状会直接影响二次电子... 详细信息

中子发生器在工作时，D+被加速轰击至钛靶，钛靶受到高能束流轰击的同时表面会产生二次电子，加重电源负载，影响系统的稳定性。本文研究了不同电极结构对腔室温度、真空度和中子产额的影响。结果表明电极腰孔的形状会直接影响二次电子从腰孔逃逸的数量，并进一步影响腔室壁温度，导致壁吸附气体的释放，提升高压打火的频率。模拟分析了二次电子的传输路径，模拟显示靶面溅射二次电子一部分从腰孔溢出轰击在腔室壁，一部分溅射在电极内侧，少部分被反向加速轰击在陶瓷窗上，模拟结果与实物痕迹相吻合。基于该结果开展了电阻与磁场两种方式下二次电子的抑制实验，结果表明采用30-68kΩ的电阻能较好抑制二次电子，此时能在相对较小的电流下获得更高的中子产额；使用1.3T剩磁永磁铁在中心产生约100Gs磁场，能实现二次电子的有效偏转，不影响中子产额的情况下电流下降约23%，实现二次电子的抑制效果。总的来说，在保证电极内部真空度的情况下，应尽量在电极壁开小孔或不开孔或采取有效的二次电子抑制措施，有助于提升中子发生器的稳定性，进而延长其使用寿命。

关键词：氘氘中子源二次电子抑制电阻抑制磁场抑制

新型CWENO算法在三维曲线坐标系下的理想磁流体模拟

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计算物理 2025年

作者：陈莎莎黄艳清谭名昇谭耀叶扬孔德峰衡阳师范学院物理与电子工程学院合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所

Center Weighed Essentially Non-Oscillatory (CWENO)算法是一种中心加权的无振荡方法，具有三阶精度，常用于等离子体磁流体（Magnetohydrodynamic，简称MHD）模拟，无需计算特征速度。本文延伸的CWENO算法采用中心体及其相邻的八立... 详细信息

Center Weighed Essentially Non-Oscillatory (CWENO)算法是一种中心加权的无振荡方法，具有三阶精度，常用于等离子体磁流体（Magnetohydrodynamic，简称MHD）模拟，无需计算特征速度。本文延伸的CWENO算法采用中心体及其相邻的八立方体进行重构，将二维CWENO算法拓展到三维，并应用于三维曲线坐标系的MHD模拟。此方法在三维笛卡尔坐标系和球坐标系下的测试结果与六立方体重构的CWENO方法、Lax＿Friedrichs 格式得到的结果一致，但相较于六立方体重构的CWENO方法，该方法表现出较好的稳定性。因此，本研究为实验等离子体物理的模拟提供了一种更有效的手段。

关键词： CWENO重构 Lax-Friedrichs格式理想MHD模拟三维曲线坐标系

MXene纳米吸波材料前驱体的制备与性能研究

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化学推进剂与高分子材料 2025年 32-35页

作者：付凯李婧常冠军中国工程物理研究院激光聚变研究中心西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室

选择Ti3AlC2作为典型的MXene前驱体,采用氟化物/盐酸刻蚀法去除Al层,成功制备了Ti3C2TxMXene纳米吸波材料。详细分析了所得Ti3C2TxMXene的微观结构和化学组成,结果表明Ti3C2TxMXene具有较大的薄片尺寸和较少的缺陷。电磁参数的测试结果... 详细信息

选择Ti3AlC2作为典型的MXene前驱体,采用氟化物/盐酸刻蚀法去除Al层,成功制备了Ti3C2TxMXene纳米吸波材料。详细分析了所得Ti3C2TxMXene的微观结构和化学组成,结果表明Ti3C2TxMXene具有较大的薄片尺寸和较少的缺陷。电磁参数的测试结果表明,经刻蚀法制备的MXene显示出优越的电磁波吸收性能,尤其在高频段（8.2～12.4 GHz）具有显著的吸收能力。

关键词： MXene 纳米吸波材料前驱体制备化学刻蚀电磁波吸收

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电磁脉冲驱动套筒内爆压缩磁化靶研究

爆炸与冲击 2018年第3期38卷 688-695页

作者：刘斌李成王瑞星曹启伟杨显俊中国工程物理研究院研究生院北京100088 中国工程物理研究院聚变能源科学技术研究中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100094

采用磁流体方程和有限差分法,对内爆过程中高能量密度状态下的磁场对带电粒子和压缩过程的作用机制进行研究。结果显示:内爆过程中的各项参数为电子离子温度(50keV)、压强(1TPa)、粒子数密度(1024 cm-3)。套筒材料对约束时间、点火条件... 详细信息

采用磁流体方程和有限差分法,对内爆过程中高能量密度状态下的磁场对带电粒子和压缩过程的作用机制进行研究。结果显示:内爆过程中的各项参数为电子离子温度(50keV)、压强(1TPa)、粒子数密度(1024 cm-3)。套筒材料对约束时间、点火条件有重要影响;同时当磁感应强度大于5T时,电子热传导系数比无磁场时减小2个数量级,离子热传导系数也出现了明显下降,在压缩峰值处,磁感应强度超过5T时α粒子能量沉积密度比磁感应强度为0和1T时相对增加约200倍。磁化在一定程度上也会阻碍内爆压缩过程。

关键词：电磁内爆磁化靶 Z箍缩磁流体数值模拟

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高功率超短脉冲激光系统中用AOPDF实现增益窄化补偿的实验研究

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物理学报 2005年第6期54卷 2764-2768页

作者：刘兰琴彭翰生魏晓峰朱启华黄小军王晓东周凯南曾小明王逍郭仪袁晓东彭志涛唐晓东中国工程物理研究院激光聚变研究中心

超短脉冲激光系统中,足够宽的带宽是获得超短脉冲的先决条件.高增益放大器,特别是再生放大器的增益窄化效应严重制约着输出激光脉冲的时间特性.将可编程声光色散滤波器(AOPDF)应用到高功率激光系统中,能有效地克服增益窄化效应.实验表明... 详细信息

超短脉冲激光系统中,足够宽的带宽是获得超短脉冲的先决条件.高增益放大器,特别是再生放大器的增益窄化效应严重制约着输出激光脉冲的时间特性.将可编程声光色散滤波器(AOPDF)应用到高功率激光系统中,能有效地克服增益窄化效应.实验表明,再生放大器的光谱宽度由未应用前的27nm增加到了44nm,压缩脉冲的宽度减小了一半,从而也使峰值功率提高了一倍.

关键词：超短脉冲增益窄化光谱整形可编程声光色散滤波器色散补偿激光调制

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三维模型次临界能源包层热工-水力数值研究

核动力工程 2018年第1期39卷 28-33页

作者：王曦师学明中物院聚变能源科学技术研究中心北京100088 北京应用物理与计算数学研究所北京100088

针对国际热核聚变实验堆(ITER)级别聚变堆芯驱动的三维模型次临界能源包层,轻水冷却燃料及氦气冷却第一壁、轻水冷却燃料的2个热工-水力方案,采用RNG k-ε湍流模型结合流-固耦合传热方法进行数值模拟,并考虑了燃料栅元功率密度及功率展... 详细信息

针对国际热核聚变实验堆(ITER)级别聚变堆芯驱动的三维模型次临界能源包层,轻水冷却燃料及氦气冷却第一壁、轻水冷却燃料的2个热工-水力方案,采用RNG k-ε湍流模型结合流-固耦合传热方法进行数值模拟,并考虑了燃料栅元功率密度及功率展平三维分布。研究发现:氦气冷却第一壁能显著降低各固体材料的最高温度;燃料栅元最高温度大小与功率密度分布一致;功率展平利于轻水在冷却通道中等流量分配。本研究获得了足够热工裕量的热工-水力方案。

关键词：聚变-裂变混合堆次临界能源包层三维模型热工-水力

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