俄罗斯联合核中心VNIIEF中的高功率激光器

　　上世纪60年代中期， 激光物理研究所 (LPRI)开发了基于不同目的的激光加工设备。 强激光与物质相互作用的激光操作、 非线性光学和高温密等离子体的性质的物理基础研究已经在这些设备上得以实现。

　　欧洲12通道设备 “Iskra-5” 的最高激光功率达到30 kJ， 波长为1.315 μm， 脉宽为0.3 ns， 主要用于激光核裂变的研究。 一种球形盒变频器装置可以接受球形微目标表面的X射线场几何分布 (不均匀性<3%)， 实现对称条件中用DT燃料外壳压缩的独特研究， 设计用于压缩辐射与DT混合加热。

　　激光能量达到600 kJ、 脉宽3 ns、 波长0.35 μm的128通道Nd激光设备 “Iskra-6”， 目前正在LPRI建造。 作为第一步， 即 “Iskra-6” 的工程样机 “Luch”正在研制。 它是磷酸盐玻璃4通道4线激光，一个通道的激光脉冲的全部能量为3.3 kJ，波长为1.054 μm，脉宽为3~4ns。

　　“Luch” 打开了实现高强度激光辐射与物质相互作用的实验研究在基础与高密度能量物理应用领域的新前景。 RFNC-VNIIEF和应用物理研究所合作开始计划制造基于“Luch”通道的拍瓦激光器。这种激光器计划用于研究物质在超强辐射1021~1022W/cm2下的性质。

　　自从上世纪60年代中期， RFNC-VNIIEF就致力于高功率激光器的研制及其应用于高密度能量物理。目前， 这些工作已经在激光物理研究所开展， 该研究所是由俄罗斯科学院院士S. B. Kormer创立的。 现在， 激光物理研究所具有以下研究方向：

　　-研制ICF研究用高功率激光器

　　-高温激光等离子体物理

　　-化学激光器开发

　　-高功率激光辐射与物质相互作用

　　-非线性光学研究

　　-研究激光辐射诊断设备与高温等离子体参数控制

　　从1989年起高功率I激光器 “Iskra-5” 已经在RFNC-VNIIEF应用。 该设备具有12通道，总激光能量达到30 kJ，脉冲宽度达到0.3~0.5 ns。 我们进行了间接研究———在该设备上进行了热核靶压缩物理研究。靶的配置如图1所示。 这个靶包括两个壳，外壳有6个孔方便激光束进入;里壳表面由Au覆盖。 激光辐射转换为X射线辐射及其对中心DT的压缩靶。

　　在这个间接压缩实验中， 盒中辐射场由高度均匀的 (~3%) 有效温度 170 eV 来确定。 壳的飞行速度为~3×10⁷cm/s， DT 等离子体温度为~3 keV， 中子量为~2×10⁹， 体积压缩率为~2×10³。 完成了热核靶行为动态的非对称影响与中子产生的实验研究。 数学模拟结果与实验数据相当吻合。 对不同材料研究了X 射线辐射在黑体辐射空腔中的传输。

　　在 “Iskra-5” 设备上进行了 X 射线物理研究。在这些实验中， 一个通道的激光能量会聚到 Ge 平面靶上 (图 2 (a) 和 2 (b))， 会聚点的形状为矩形。 X 射线沿着靶与相交靶记录的对比显示产生了X 射线激光。 X 射线激光的特性表明， 激光能量为5 μJ， 发散角接近 8 mrad。 脉宽为 0.1 ns。