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题名	激光核聚变装置中的自动准直技术研究
作者	何为
学位类别	硕士
答辩日期	1999
授予单位	中国科学院上海光学精密机械研究所
导师	陈庆浩
关键词	激光核聚变 自动准直 近场 远场 像传递 四程放大器 精密定位器
中文摘要	激光核聚变装置是世界上最大的一类激光器，它必须采用自动光束调整。核聚变装置的光束调整系统是一种闭环的自动调整。整个系统包括准直光源、光学成像系统、探测器(CCD)、计算机及由步进马达控制的伺服反射镜。工作时，CCD和计算机实时测量被调整光束的近远场的中心位置和理想位置的差异，再由计算机驱动马达前进而改变反射镜的位置，达到准直的目的。激光核聚变系统的升级换代十分迅速，已经接近点火条件。我国新一代的核聚变装置－“神光III“共有60路激光束，每一路激光束均包括前置放大组件、辅助放大器和多通放大器等数目庞大的精密光学元件，这种复杂性给准直在稳定性，准确性和高效性上提出了比“神光II“高得多的要求。分布式基于像传递带有实物定向的激光自动准直系统是一种可以满足上述要求的新的准直方法。它着重解决了分段并联调整和基准问题。该激光自动准直方法的主要思想如下：1)利用空间滤波器的像传递特性，把振荡器输出的硬边光阑(或十字叉)的像逐级传递到靶室附近。所有光束的探测点均放置在该硬边光阑通过各级空间滤波器所成像的像面上，根据理论分析和实验证明：此处的光斑的衍射最小，有利于图像处理，并且在此处近远场的相互关联最小，因而提高了光路自动准直的精度和速度；2)为各级空间滤波器建立恒久性的标准激光光源。标准光源是这一级的CCD探测器的基准光源又是下一级CCD探测器的准直光源，如此调整可以形成分段并联光路调整的方式；3)光源的稳定性是方案的关键。近场光源采用LD泵浦的固体激光器，输出光束经扩束后，用硬边光阑取出所需口径的光束，比较容易做到稳定；远场参考光源的精度由重复精度极高的插入器保证。“神光III“的关键技术是四程放大器，准直的难度也在此。根据四程放大器的特殊性和先进性，在四程放大系统的光路自动准直中采用了以下新技术：1)四程放大器的小孔处用把馈式精密定位器提供插入式光源；2)四程放大器小孔处的光源用光纤光提供；3)四程放大器的小孔可以调节；4)探测包高度集成。根据理论分析和判断实验的结果，这些准直新技术是可行的，并且已被运用在“神光III“概念设计中。
英文摘要	The laser fusion facility, the largest laser in the world, needs to be adjusted automatically. Its adjustment system consists of alignment light source, optical image formation system, detectors(CCD), motor-controlled servo-reflectors and computer. In the automatic alignment application, the hardware acquires images from CCD camera, digitized them, and notes its blob's centroid. The difference between the actual centroid and that of reference determines the movement command which is sent to motorized device. This procedure is iterated until the centroid is within one pixel of the reference image location. The new control system for "Shenguang III" must manage the size and complexity of the machine. So a new alignment idea is raised to meet the requirement: 1) Many alignment light sources are placed in the light path, which can offer every spatial filter an alignment light source and a reference light source. The accuracy is assured by mechanical design; 2) All near-field CCDs' image-relay planes superpose an initial oscillator's output plane. The four-pass amplifier is the key technique of "Shenguang III", some new alignment techniques are developed in the four-pass amplifier automatic alignment system: 1) A new fine positioner offers inserted light source; 2) Optical fiber is used extensively; 3) Pinhole can be adjusted; 4) All the alignment components are integrated in one alignment sensor. The new techniques are proved feasible by theoretical analysis and diagnostic experiment, which have been applied to the alignment system's concept design of "Shenguang III" prototype.
语种	中文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/16436]
专题	上海光学精密机械研究所_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	何为. 激光核聚变装置中的自动准直技术研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 1999.

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