强激光诱导材料产生电磁脉冲诊断及其机制研究

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1、UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文•题目强激光诱导材料产生电磁脉冲诊断________________及其机制研究___________专业学位类别工程硕士学号201222170106作者姓名高崇信______________指导教师李廷帅副樹受独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的

2、地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同丄作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：H期：糾f年<月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论

3、文在解密后应遵守此规定）作者签名：曰期年/月分类号密级注1UDC学位论文强激光诱导材料产生电磁脉冲诊断及其机制研究高崇信指导教师李廷帅副教授电子科技大学成都刘慎业研究员中国工程物理研究院绵阳申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称材料工程提交论文日期2015.03论文答辩日期2015.05.20学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月29日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONINTEARACTIONMECHANISMANDDIAGNOSISOFELECTROM

4、AGNETICPULSEGENERATEDBYHIGHPOWERLASERANDMATERIALSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:GaoChongxinAdvisor:AssociateProfessorLiTingshuaiSchool:SchoolofEnergyScienceandEngineering摘要探索核聚变过程中的反应机理和丰

5、富的实验现象对核能技术发展有着巨大推动作用。强激光脉冲与金属材料相互作用能够产生极其强烈的电磁辐射，对电子系统和诊断设备会造成很明显的影响，因此探讨它们的产生机制和物理规律就非常必要。研究各种电磁辐射的产生机制及其性质具有非常重要的科学价值和应用价值，这将大大增进人们对相关物理过程的深入理解，推动诸如惯性约束聚变、强场物理和实验室天体物理等许多领域的快速发展。本文自行设计制作两个用于强激光靶耦合诊断的时域脉冲天线：盘锥天线和环形磁天线，对设计制作的天线进行模拟仿真和实验室标定，并对比分析了仿真和标定结果的三维增益方向

6、图、E面增益方向图、天线效率等各项主要参数。结果显示自行设计的盘锥天线和环形磁天线随着频率的增加，增益变化比较稳定，束缚性较好，具有良好的稳定性和全向性，能够接收各个方向的电磁脉冲信号，并且波束较宽。利用盘锥天线和环形磁天线分别对神光III原型高功率激光装置靶室外部和内部的电磁辐射进行实验测量，对激光装置实验场地内0.1GHz～5GHz频段的电磁辐射强度和频谱进行了实验测量和评估，获取时域和频域信息。在本文进行的激光靶耦合实验过程中，由于密闭靶室的原因，电磁脉冲不断反射，导致产生电磁脉冲持续时间远远大于激光靶的耦合作

7、用时间，在靶室外测得电磁脉冲的场强高达610V/m，靶室内部测得的电磁脉冲的场强峰值高达7200V/m。长脉冲强激光与金属靶相互作用产生电磁辐射的过程中，偶极辐射是辐射电磁波的主要机制之一。影响电磁辐射强度的因素有激光能量，激光打靶方式和入射方向等。而对于平面靶，相同靶型和靶材质情况下，不同功率激光作用发出的电磁脉冲具有相似的频谱和相同的特征频率。本文研究工作对评估神光装置电磁脉冲干扰有着重要参考价值，同时为发展强电磁脉冲屏蔽和诊断技术提供了研究基础，对核聚变技术相关的研发工作与工程应用也有着重要的实际意义。关键词：

8、电磁辐射，时域脉冲天线，偶极辐射，时域分布，频域分布IABSTRACTTheexplorationofreactionmechanismandexperimentalphenomenaofnuclearfusionplaysasignificantroleinthedevelopmentofnucleartechnology.Theintera