实现实用核聚变能仍是当今最紧迫的未解科学难题之一,其对零碳能源的意义深远。惯性约束聚变(ICF)成功的关键在于激光脉冲形状(LP)的设计,需要在严格的物理约束下驱动燃料球实现最佳压缩。传统的 LP 设计依赖高成本的数值模拟和人工迭代,效率低下。我们提出 ICF 激光脉冲形状设计系统(LPDS),一种生成式逆向建模框架,直接将期望的实验结果和靶丸配置映射到最优 LP。系统核心是多目标损失函数,确保生成的脉冲满足能量、功率、时间窗口等基本物理约束以及实验需求。为实现细粒度控制,我们进一步引入约束条件化、图像修补(inpainting)以及基于梯度的 LP 编辑机制,可在生成过程中精准调节特定脉冲特征。我们还评估了模型在有限真实实验 shot 上的迁移能力,展示了在实际数据上保持有效的逆向设计性能。整体而言,LPDS 建立了一个数据驱动的逆向设计平台,为 ICF 激光脉冲形状优化提供了新路径,助力可持续核聚变能源的实现。
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