ICF靶場(chǎng)激光指向精密控制技術(shù)研究.pdf

1、慣性約束聚變（ICF）大型激光裝置需要將上百束高能脈沖激光精確引導(dǎo)并聚焦到靶點(diǎn)。這種激光裝置通常采用與主光路激光（以下稱(chēng)主激光）嚴(yán)格同軸的連續(xù)模擬激光（以下稱(chēng)模擬光）進(jìn)行光路準(zhǔn)直、引導(dǎo)及聚焦調(diào)整，并利用光路中的電動(dòng)光學(xué)器件以及遠(yuǎn)場(chǎng)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)激光指向的閉環(huán)控制。靶場(chǎng)激光指向精度是實(shí)現(xiàn)精確打靶的重要指標(biāo)之一，目前主激光與模擬光之間的同軸度、激光光束指向的調(diào)整量是兩個(gè)主要誤差來(lái)源。針對(duì)這兩種誤差來(lái)源，本文首次提出了一種在靶點(diǎn)處標(biāo)定主激光與模

2、擬光同軸度的方法和一種利用變形反射鏡控制激光光束指向的方法，并進(jìn)行了相應(yīng)的理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文所研究成果解決了從激光大廳中發(fā)出的主激光與模擬光之間的同軸度不高以及通過(guò)電動(dòng)反射鏡架控制的靶場(chǎng)激光光束指向的調(diào)整量較大的兩個(gè)問(wèn)題，提高了靶場(chǎng)激光指向精度。
　　本文首先綜述了國(guó)內(nèi)外慣性約束聚變（ICF）大型激光裝置的研究發(fā)展現(xiàn)狀、大型激光裝置靶場(chǎng)指向精密控制系統(tǒng)的概況和激光指向控制中相關(guān)光學(xué)元件的研究進(jìn)展。結(jié)合光線(xiàn)追跡理論，通過(guò)數(shù)學(xué)仿

3、真，建立了ICF靶場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化光路模型，模擬實(shí)際光線(xiàn)在靶場(chǎng)中傳播，找出光束指向的變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)靶場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)中光束的指向控制計(jì)算，從而為指向控制提供理論支持。利用ICF靶場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化光路模型的計(jì)算結(jié)果，對(duì)靶點(diǎn)處標(biāo)定主激光與模擬光同軸度的方法進(jìn)行分析。為了消除標(biāo)定過(guò)程中投射到CCD像面上的雜散光影響標(biāo)定精度，結(jié)合靶場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)，給出了三種不同可替換濾光片放置位置的兩束激光同軸的遠(yuǎn)場(chǎng)標(biāo)定方法，并比較了不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)?；谧冃?/p>