[實用新型]新型散射光收光系統(tǒng)透過率標定裝置

有效

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• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN207180994U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 彭曉世;查為懿;楊冬;王峰;徐濤;理玉龍;劉祥明;魏惠月
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙)50216
• 代理人: 蔡冬彥

技術領域

本實用新型屬于慣性約束聚變光學診斷技術領域，具體涉及一種新型散射光收光系統(tǒng)透過率標定裝置。

背景技術

在激光慣性約束聚變研究中，激光等離子體相互作用過程中激發(fā)的各種參量不穩(wěn)定性會降低激光吸收效率、破壞輻射場對稱性。由于散射光與等離子體狀態(tài)密切相關，散射光的特性反映了等離子體狀態(tài)隨時間的演化過程，因此對散射光進行精確測量可深化對物理模型及規(guī)律的認識，并為數值模擬程序提供基礎物理數據以校驗模擬程序。為獲得精確的散射光能量，首先需要對用于收集散射光的收光系統(tǒng)透過率進行標定，然后根據處于收光系統(tǒng)后部的測量裝置測得的能量來進行反推。現(xiàn)有的對散射光收光系統(tǒng)透過率的標定方法主要有兩種：單點標定和全口徑標定。

其中，單點標定利用激光器輸出的細光束作為輸入，能量計或功率計作為記錄設備，需要對收光系統(tǒng)收光口徑范圍內某點的透過率進行標定。由于散射光的角分布不集中，通常需要利用大口徑收光系統(tǒng)進行散射光收集，在收光口徑范圍內不同位置的透過率并非完全一致，因此通過單點標定獲得的收光系統(tǒng)透過率誤差較大。

而全口徑標定則首先需要對激光束進行擴束和準直，再利用透鏡將光束擴成f數與收光系統(tǒng)匹配的錐形光束后對每個收光系統(tǒng)的透過率逐一進行標定，為更好地模擬散射光的空間分布，要求每個透鏡的焦點與對應收光系統(tǒng)的工作點重合。因此，為獲得與收光系統(tǒng)的工作點重合、f數匹配的錐形光束導致光路調試十分復雜，尤其是對于不同角度的多套收光系統(tǒng)，需要分別逐一進行調試，導致標定工作異常繁瑣，嚴重影響實驗進度。

解決以上問題成為當務之急。

實用新型內容

為解決以上技術問題，本實用新型提供一種新型散射光收光系統(tǒng)透過率標定裝置，利用散射板的散射特性進行收光系統(tǒng)入射能量的監(jiān)測，從而實現(xiàn)收光系統(tǒng)透過率的標定。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型技術方案如下：

一種新型散射光收光系統(tǒng)透過率標定裝置，其要點在于：包括標定光源、光纖、聚焦鏡頭、散射板、監(jiān)視測量系統(tǒng)、m個散射光收光系統(tǒng)和m個標定測量裝置；所述光纖位于標定光源和聚焦鏡頭之間，所述聚焦鏡頭位于光纖和散射板之間，所述監(jiān)視測量系統(tǒng)和各個散射光收光系統(tǒng)沿散射板的法線方向呈余弦分布在散射板靠近聚焦鏡頭的一側，各個所述標定測量裝置分別位于對應散射光收光系統(tǒng)遠離散射板的一側；所述標定光源輸出的激光依次經光纖和聚焦鏡頭聚焦于散射板的中心，散射板形成的散射光射向監(jiān)視測量系統(tǒng)和各個散射光收光系統(tǒng)。

采用以上結構，監(jiān)視測量系統(tǒng)對來自散射板的散射光進行測量，各個標定測量裝置分別對對應散射光收光系統(tǒng)透過的散射光進行測量，由于散射板的散射光的角分布已知，因此，根據監(jiān)視測量系統(tǒng)測得的散射光能量或功率，結合各個散射光收光系統(tǒng)與散射板之間的距離和收光立體角、監(jiān)視測量系統(tǒng)與散射板之間的距離和收光立體角、監(jiān)視測量系統(tǒng)與各個散射光收光系統(tǒng)之間的夾角，可通過計算獲得進入各個散射光收光系統(tǒng)的散射光能量或功率，再結合與各個散射光收光系統(tǒng)對應的標定測量裝置測得的透過散射光收光系統(tǒng)的散射光能量或功率，可求得各個散射光收光系統(tǒng)透過率，并且，由于散射光的角分布在任何方位都是已知的，因此可對處于不同空間位置的散射光收光系統(tǒng)同時進行標定。

作為優(yōu)選：所述監(jiān)視測量系統(tǒng)為一個監(jiān)視測量裝置，該監(jiān)視測量裝置位于散射板的法線上，各個所述散射光收光系統(tǒng)分布在監(jiān)視測量裝置的一側或兩側。采用以上結構，監(jiān)視測量裝置處于法線位置，而各個散射光收光系統(tǒng)與散射板法線間的夾角易于獲得，簡化了標定流程，提高了標定效率。

作為優(yōu)選：所述監(jiān)視測量系統(tǒng)為m個監(jiān)視測量裝置，各個所述監(jiān)視測量裝置與相鄰散射光收光系統(tǒng)之間的夾角均相同。采用以上結構，根據監(jiān)視測量裝置和散射光收光系統(tǒng)同散射板之間的距離和收光立體角，即可直接計算得到入射散射光的能量或功率，不再需要考慮散射光角分布，有效降低了由散射光角分布導致的誤差。

作為優(yōu)選：各個所述標定測量裝置和監(jiān)視測量裝置均采用能量計或均采用功率計。采用以上結構，成熟可靠，穩(wěn)定性好，易于采購。

作為優(yōu)選：各個所述標定測量裝置和監(jiān)視測量裝置的靈敏面面積均大于1cm²。采用以上結構，可通過增大收光立體角以降低對散射光空間均勻性的要求，以便于提高標定精度。

作為優(yōu)選：在各個所述監(jiān)視測量裝置靠近散射板的一側均設有準直裝置。采用以上結構，準直裝置可優(yōu)選采用屏蔽錐、準直光纜和準直筒等，以便于更好的屏蔽或過濾掉雜散光。