[發明專利]三靈敏度復合型激光聚變沖擊波速度測量系統及方法

在審

• 申請號: 201711421976.6
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108169512A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 閆亞東;何俊華;薛艷博;韋明智
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01P5/26
• 分類號: G01P5/26
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

1.一種三靈敏度復合型激光聚變沖擊波速度測量系統，其特征在于：包括成像單元、分束鏡單元和測量單元，所述測量單元包括測量分支一、測量分支二和測量分支三；

所述分束鏡單元將成像單元產生的光束分為三束分支光后分別進入測量單元的測量分支一、測量分支二和測量分支三；

所述測量分支一包括沿光路傳播方向依次設置的準直鏡一、干涉儀一、會聚鏡一和條紋相機一；所述干涉儀一包括分束鏡一、合束鏡一和兩個反射鏡一，由分束鏡一分束產生的反射光和透射光分別經兩個反射鏡一反射后再由合束鏡一合束出射；其中一個反射鏡一的反射光路上設置有平行平晶標準具一；

所述測量分支二包括沿光路傳播方向依次設置的準直鏡二、干涉儀二、會聚鏡二和條紋相機二；所述干涉儀二包括分束鏡二、合束鏡二和兩個反射鏡二，由分束鏡二分束產生的反射光和透射光分別經兩個反射鏡二反射后再由合束鏡二合束出射；其中一個反射鏡二的反射光路上設置有平行平晶標準具二；

所述測量分支三包括沿光路傳播方向依次設置的準直鏡三、干涉儀三、會聚鏡三和條紋相機三；所述干涉儀三包括分束鏡三、合束鏡三和兩個反射鏡三，由分束鏡三分束產生的反射光和透射光分別經兩個反射鏡三反射后再由合束鏡三合束出射；其中一個反射鏡三的反射光路上設置有平行平晶標準具三，另一個反射鏡三的反射光路上設置有平行平晶標準具四。

2.根據權利要求1所述的三靈敏度復合型激光聚變沖擊波速度測量系統，其特征在于：所述成像單元包括照明光源、照明分束鏡和成像鏡頭，照明光源發出的激光經照明分束鏡反射后再經過成像鏡頭聚焦于靶面，由靶面反射的多普勒信號光經成像鏡頭會聚于中間像面，然后經分束鏡單元進入測量單元。

3.根據權利要求2所述的三靈敏度復合型激光聚變沖擊波速度測量系統，其特征在于：所述照明光源與照明分束鏡之間設置有整形照明鏡頭。

4.根據權利要求3所述的三靈敏度復合型激光聚變沖擊波速度測量系統，其特征在于：所述照明光源發出的激光經照明光纖傳輸至整形照明鏡頭。

5.根據權利要求1-4中任一所述的三靈敏度復合型激光聚變沖擊波速度測量系統，其特征在于：所述分束鏡單元包括沿光路方向依次設置的信號分束鏡一和信號分束鏡二。

6.一種基于權利要求1-5中任一所述的三靈敏度復合型激光聚變沖擊波速度測量系統的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)由條紋相機一、條紋相機二和條紋相機三分別獲得測量分支一、測量分支二和測量分支三的干涉條紋圖像；

2)由測量分支一的干涉條紋圖像中判讀得到測量分支一的干涉條紋移動量小數部分ΔN₁，由測量分支二的干涉條紋圖像中判讀得到測量分支二的干涉條紋移動量小數部分ΔN₂；由測量分支三的干涉條紋圖像中判讀得到測量分支三的干涉條紋移動總量F₃(t)；

3)聯立測量分支一和測量分支二的沖擊波速度計算公式得到關于未知數u(t)、N₁和N₂的方程組：

u(t)＝K₁·(N₁+ΔN₁)

u(t)＝K₂·(N₂+ΔN₂)

其中，u(t)為待求解的沖擊波速度，單位是米/秒；K₁為測量分支一的條紋常數，單位是米/秒/條紋；N₁為測量分支一的干涉條紋移動量整數部分，ΔN₁為測量分支一的干涉條紋移動量小數部分；K₂為測量分支二的條紋常數，單位是米/秒/條紋；N₂為測量分支二的干涉條紋移動量整數部分，ΔN₂為測量分支二的干涉條紋移動量小數部分；

求解方程組得到沖擊波速度u(t)的系列解；

4)根據測量分支三的干涉條紋移動總量F₃(t)計算得到沖擊波速度近似解u₃＝K₃·F₃(t)；其中，K₃為測量分支三的條紋常數，單位是米/秒/條紋；

5)在步驟3)得到的u(t)的系列解中篩選得出與u₃最接近的解。