發(fā)布時(shí)間：2018-03-17 00:23

  本文選題：慣性約束聚變　切入點(diǎn)：高功率激光驅(qū)動(dòng)器　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：大型激光裝置是研究高能量密度科學(xué)(HEDS)領(lǐng)域前沿問(wèn)題最為重要的工具之一,近三十年來(lái),慣性約束聚變(ICF)所需要的高功率激光驅(qū)動(dòng)器的研究在國(guó)內(nèi)外始終是一個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。激光驅(qū)動(dòng)器的建設(shè)是一項(xiàng)大型復(fù)雜科學(xué)工程,具有技術(shù)先進(jìn)、規(guī)模龐大、學(xué)科交叉、研制周期長(zhǎng)等主要特點(diǎn),其中,預(yù)放大系統(tǒng)具有多功能兼顧、多參數(shù)測(cè)試與控制、大范圍高精度調(diào)節(jié)與高可靠性需求等主要技術(shù)特點(diǎn),綜合技術(shù)難度較高。本論文的主要任務(wù)是根據(jù)當(dāng)前預(yù)放大系統(tǒng)的任務(wù)需求,研究甚多路建設(shè)中系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)、優(yōu)化方法和甚多路技術(shù)狀態(tài)管理方法,為任務(wù)決策體系提供技術(shù)、管理方面的參考。首先通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外主要ICF激光驅(qū)動(dòng)器研究學(xué)習(xí),分析預(yù)放大系統(tǒng)的主要功能和主要特點(diǎn)以及各自的技術(shù)歷程,研究預(yù)放大系統(tǒng)典型技術(shù)路線、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法,明確甚多路建設(shè)背景下,預(yù)放大系統(tǒng)研制過(guò)程中關(guān)鍵問(wèn)題。其次,在甚多路用戶(hù)裝置研制背景下,重點(diǎn)研究了穩(wěn)定性、可靠性與預(yù)測(cè)性、敏感度和一致性等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。采用了激光技術(shù)相關(guān)理論、可靠性相關(guān)理論和統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)理論,分析研究了典型技術(shù)方案的穩(wěn)定性和可靠性差異,開(kāi)展了能量穩(wěn)定性理論與實(shí)驗(yàn)研究、近場(chǎng)光束質(zhì)量和一致性的理論與實(shí)驗(yàn)研究等內(nèi)容,獲得了主要技術(shù)路線預(yù)放大系統(tǒng)關(guān)鍵優(yōu)化方向和參考優(yōu)化參數(shù),在此基礎(chǔ)上,以系統(tǒng)可靠性研究為出發(fā)點(diǎn),開(kāi)展了典型系統(tǒng)的可靠性對(duì)比分析,建立了預(yù)放大系統(tǒng)的失效模型和故障樹(shù),分析闡明了目前預(yù)放大系統(tǒng)故障主要薄弱環(huán)節(jié),再結(jié)合提高運(yùn)行可靠性需求,建立形成了48路狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障預(yù)測(cè)和日常安全運(yùn)行和系統(tǒng)狀態(tài)健康管理模式,為甚多路預(yù)放大系統(tǒng)工程實(shí)施奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。最后從兩次大型工程實(shí)踐和NIF工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā),研究了NASA工程技術(shù)狀態(tài)管理方法,并結(jié)合航天系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)管理經(jīng)驗(yàn),建立了甚多路建設(shè)中預(yù)放大系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)防范基本方法、技術(shù)狀態(tài)評(píng)估基本內(nèi)容與基本流程。本論文的研究?jī)?nèi)容、方法和研究結(jié)果對(duì)我國(guó)甚多路大型激光裝置預(yù)放大系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)與建設(shè),具有較高的工程參考意義。
[Abstract]:Large-scale laser devices are one of the most important tools in the field of high-energy density science HEDS. The research of high power laser driver required by ICFF is always a hot research field at home and abroad. The construction of laser driver is a large complex scientific project with advanced technology, large scale and interdisciplinary. Among them, the preamplifier system has the characteristics of multi-function, multi-parameter test and control, large range and high precision adjustment and high reliability requirement, among which, the preamplifier system has the main technical characteristics, such as multi-function, multi-parameter test and control, high precision regulation and high reliability requirement, etc. The main task of this paper is to study the realization technology, optimization method and state management method of the key technical index of the system in the construction of very multiplex according to the task demand of the current preamplifier system, the main task of this paper is to study the realization technology of the key technical index of the system in the very multiplex construction. Firstly, by studying the main ICF laser drivers at home and abroad, the main functions and characteristics of the preamplifier system and their respective technical processes are analyzed. The typical technical route of preamplifier system, the realization method of key technical index, and the key problems in the development process of preamplifier system under the background of very multiplex construction are studied. Secondly, under the background of very multiplex user device development, The key technical problems, such as stability, reliability and predictability, sensitivity and consistency, are studied. The laser technology theory, reliability correlation theory and statistics correlation theory are adopted. The differences of stability and reliability of typical technical schemes are analyzed and studied. The theoretical and experimental studies on energy stability, the theoretical and experimental studies on the quality and consistency of near-field beams are carried out. The key optimization direction and reference optimization parameters of the main technical route preamplifier system are obtained. Based on this, the reliability comparison analysis of typical system is carried out based on the system reliability research. The failure model and fault tree of the preamplifier system are established, and the main weak links of the current preamplifier system are analyzed, and then 48 channels of state monitoring are established in combination with the requirement of improving the operational reliability. The failure prediction, daily safe operation and system state health management have laid a technical foundation for the implementation of very multi-channel pre-amplification system engineering. Finally, two large-scale engineering practices and NIF engineering practice experience are introduced. In this paper, the state management method of NASA engineering technology is studied, and the basic method of preamplifying system risk prevention in multiplex construction is established by combining with the experience of space system technical condition management. The research contents, methods and results of this paper are of great significance for the engineering design and construction of the preamplifier system of many large laser devices in China.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN249

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本文編號(hào)：1622343