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本文介绍了用“天光一号”长脉宽KrF激光器驱动双层飞片的实验研究和数值模拟计算方法。全文共分为五章:
第一章,简要总结了状态方程研究的历史,激光作为冲击波驱动源的特点和KrF激光的优势,以及国内外的进展情况;
第二章,讨论了冲击波物理和雨贡纽曲线测量的基本原理和方法,重点介绍了激光飞片法的特点、关键要素和双层飞片的阻抗失配效应,鉴于KrF激光短波长和长脉宽的特点,拟对双层飞片的特性展开研究工作,为实测状态方程做好准备;
第三章,简单介绍了一维三温流体力学数值模拟程序Hyades并运用它进行了若干状态方程实验的计算和设计,进行了烧蚀层厚度对飞片速度、稳定性的影响的定性分析;
第四章,介绍了光束平滑化技术,靶的制作,条纹相机的原理和使用,系统同步控制以及光学记录速度干涉仪系统的简单原理和构成。
第五章,得出了烧蚀层厚度应当尽量达到临界厚度的结论。理论上从阻抗失配效应的临界密度公式,推导出了烧蚀层的临界厚度,并推广到飞片的情形,提出了烧蚀层厚度对飞片速度和稳定性的影响规律。以数值模拟程序研究了烧蚀层对飞片的作用效果,得到了和理论相同的结论。实验实测了三种烧蚀层厚度不同的飞片的飞行速度,结果表明飞片法可以测得飞片速度,进而求解粒子速度,而且证实了理论和数值模拟的结论。实验的精度提高需要保证激光的稳定性以及完善对激光功率密度变化的实时监测,另外还要重点改进靶的制作工艺。