1万焦耳固体激光器：激光聚变实验的关键技术

"激光聚变方案——固体激光器方案" 激光聚变是一种利用激光能量引发核聚变反应的技术，其核心在于将极高的能量密度集中在微小的燃料靶丸上，引发热核燃烧，从而释放出巨大的能量。固体激光器方案是实现这一目标的一种方法，它的目标是开发出能输出1万焦耳能量的钕玻璃激光装置。在这个方案中，12束1千焦耳、脉宽100微微秒的激光束被设计用来对小丸靶进行均匀且球面的照射，以期在实验中验证关键的热核燃烧过程，并可能达到光能量得失相当点，即热核输出能量与激光输入能量相等。 设计中，激光系统由12条独立的激光链组成，每条链由一个主振荡器激发，并经过多级放大。其中，末级放大器的工作通量是其他放大器的两倍，它们环绕靶丸径向分布，以避免高能量通量对转向反射镜造成损害。这样的设计有助于优化光束的均匀性和系统整体性能。 根据提供的信息，1千焦耳链的研制和样机计划在1974财政年度完成，用于验证单条链在100微微秒内产生约1千焦耳能量的物理效应和工程可行性。1975财政年度则将专注于1万焦耳激光系统的基本设计，同时进行靶丸和诊断辅助系统的研发。实验楼的设计和建设、系统的制造和装配将在后续几年进行，目标是在1977财政年度中期开始激光聚变实验。 在这一过程中，关键的技术挑战包括：自聚焦现象，即激光在传输过程中的自我会聚可能导致能量密度的不均匀；理想的光束传播，确保激光束能有效地到达靶丸；以及系统的能量效率和可靠性，这是实现高效聚变实验的关键因素。 此外，靶丸和诊断设备的研发同样重要，它们用于测量和分析实验结果，帮助科学家理解聚变反应的过程和效果。靶丸需要承受极端条件下的高温和压力，而诊断系统则要能够实时监测并记录实验数据，为后续的分析和优化提供依据。 固体激光器方案是一项复杂的科技工程，涉及到激光技术、材料科学、核物理等多个领域，旨在通过精细的设计和严谨的实验，推动核聚变能源的研发进程。