惯性聚变能激光驱动器：DPSSL装置的进展与关键技术

"惯性聚变能领域的激光二极管抽运固体激光装置是一种重要的技术途径，用于惯性聚变能源(IFE)的研究。这种装置采用激光二极管抽运，能够实现高峰值功率和高平均功率的输出，适合于需要重复频率运行的场景。文章介绍了四种具有单发能量百焦耳、脉宽纳秒级的DPSSL装置，讨论了它们的概念设计、实验进展，以及关键单元技术，如放大器构型、能量提取方案和介质热管理。DPSSL的关键技术主要包括高效抽运源、固体增益介质和非线性固体材料的研究。文中特别提到了美国的Mercury激光系统，这是一个可升级的重复频率惯性聚变驱动器，目标是实现10Hz频率、100J能量、3~10ns脉宽的激光输出，整体效率达到10%。" 在惯性聚变能研究中，激光二极管抽运固体激光(DPSSL)装置扮演着核心角色。DPSSL的优势在于其能够在保持高重复频率的同时产生低热产额，这使得它成为惯性聚变能源驱动器的理想选择。惯性聚变能源利用激光束聚焦到微小的燃料靶丸上，通过瞬间释放的巨大能量引发核聚变反应，为人类提供潜在的清洁、高效的能源。 文章提到了四种DPSSL装置，这些装置的单发能量高达百焦耳，脉宽处于纳秒级别，并且能够重复运行。对于这类装置的研究集中在提高能量效率、优化固体增益介质和探索适合倍频及电光开关的非线性固体材料。其中，固体增益介质是激光产生的核心，其性能直接影响激光的输出质量和效率；非线性固体材料则在激光频率转换过程中起着重要作用。 美国的Mercury激光系统是DPSSL技术的一个典型代表，由利弗莫尔国家实验室研发，旨在为IFE提供强大的驱动能力。该系统的独特之处在于其可升级性，初始设计目标是在1047nm波长下，以10Hz的频率运行，输出能量达到100J，脉宽3~10ns，期望的整体效率为10%。这一系统的设计和实施涉及到复杂的热管理方案，因为高功率激光操作会带来显著的热负荷，必须有效管理和分散以防止性能下降。 惯性聚变能领域的激光二极管抽运固体激光装置是当前科研的热点，涉及多方面的技术挑战，如高效激光抽运、固体介质的选择和热管理策略等。这些研究对于推动惯性聚变能源技术的发展至关重要，未来有可能为解决全球能源问题提供新的解决方案。