[實(shí)用新型]近背向散射光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721746134.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN207636486U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆亞東;何俊華;王維;韋明智;薛艷博;張敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01N21/47
• 分類號(hào): G01N21/47
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

本實(shí)用新型屬于光學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種近背向散射光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，包括取樣裝置和測(cè)量裝置，其特征在于：所述取樣裝置包括球狀真空靶室和系統(tǒng)成像鏡頭，所述球狀真空靶室內(nèi)設(shè)置有靶點(diǎn)和散射板；打靶激光入射靶點(diǎn)產(chǎn)生的近背向散射光沿打靶反方向散射后由散射板產(chǎn)生漫反射，漫反射光穿過球狀真空靶室上的測(cè)量窗口后，再經(jīng)過系統(tǒng)成像鏡頭進(jìn)入測(cè)量裝置。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有的背向散射診斷技術(shù)存在因損傷閾值低而難以滿足大規(guī)模激光驅(qū)動(dòng)裝置近背向散射光測(cè)量需求的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種近背向散射光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

激光核聚變是目前普遍采用的一種人工可控核聚變，它在民用和軍事上都具有十分重大的研究意義：為人類探索一種取之不盡的清潔核能源；用來研制“干凈”(無放射污染)的核武器、發(fā)展高能激光武器；部分替代核實(shí)驗(yàn)。

因此，激光核聚變受到世界各核大國(guó)的高度重視，從20世紀(jì)70年代后半葉開始，俄、美、日、法、中、英等國(guó)相繼開始高功率激光驅(qū)動(dòng)器的研制。美國(guó)在此領(lǐng)域的研究處于領(lǐng)先地位，并于2009年正式建成包含192路的超大型激光驅(qū)動(dòng)裝置“NIF”；法國(guó)正在建設(shè)的MLF包含240路激光；日本也在醞釀建造大型激光驅(qū)動(dòng)器，并計(jì)劃在2015-2020年間完成可應(yīng)用于發(fā)電的基礎(chǔ)技術(shù)研究。中國(guó)也建立了一系列的激光驅(qū)動(dòng)裝置(星光系列、神光系列等)，2015年完成建設(shè)的國(guó)內(nèi)最大的激光驅(qū)動(dòng)裝置“神光－Ⅲ”包含48路激光。

然而，美國(guó)NIF在2010年的點(diǎn)火沒有成功，這在世界范圍引起了較大的震驚。NIF隨后的研究發(fā)現(xiàn)，原來在較小規(guī)模激光驅(qū)動(dòng)器上驗(yàn)證的理論模型在NIF上不再適用，NIF打靶激光的背向散射份額大大超出了原來的預(yù)期值，打靶激光能量被大幅消弱，聚變?nèi)剂蠅嚎s對(duì)稱性遭到破壞，導(dǎo)致點(diǎn)火失敗，由此可見背向散射測(cè)量系統(tǒng)在認(rèn)識(shí)一個(gè)新的激光驅(qū)動(dòng)裝置過程中起到的不可替代的作用。

國(guó)內(nèi)對(duì)背向散射的研究起步也較早，背向散射診斷技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段：

第一階段，采用玻璃球面鏡對(duì)近背向散射光取樣后進(jìn)行測(cè)量，但該方案的物、鏡體法向、像三者必須處于一條直線上，這種排布方式過于生硬，沒有靈活性；

第二階段，采用鋁質(zhì)離軸橢球鏡對(duì)近背向散射光聚焦后進(jìn)行測(cè)量，通過調(diào)整離軸量可實(shí)現(xiàn)任意光路布局、靈活度極大，且聚焦十分理想，但金屬鏡面的激光損傷閾值較低(小于1J/cm²)，在更大規(guī)模激光驅(qū)動(dòng)裝置上應(yīng)用受限。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是提供一種近背向散射光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的背向散射診斷技術(shù)存在因損傷閾值低而難以滿足大規(guī)模激光驅(qū)動(dòng)裝置近背向散射光測(cè)量需求的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種近背向散射光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，包括取樣裝置和測(cè)量裝置，其特殊之處在于：所述取樣裝置包括球狀真空靶室和系統(tǒng)成像鏡頭，所述球狀真空靶室內(nèi)設(shè)置有靶點(diǎn)和散射板；打靶激光入射靶點(diǎn)產(chǎn)生的近背向散射光沿打靶反方向散射后由散射板產(chǎn)生漫反射，漫反射光穿過球狀真空靶室上的測(cè)量窗口后，再經(jīng)過系統(tǒng)成像鏡頭進(jìn)入測(cè)量裝置。

進(jìn)一步地，上述測(cè)量裝置包括沿光路傳播方向依次設(shè)置的光束縮束鏡和二向色鏡；所述二向色鏡將光譜分離后，長(zhǎng)波被透射進(jìn)入長(zhǎng)波透射光測(cè)量單元，短波被反射進(jìn)入短波反射光測(cè)量單元。

進(jìn)一步地，上述長(zhǎng)波透射光測(cè)量單元包括沿光路傳播方向依次設(shè)置的長(zhǎng)波相機(jī)取樣鏡、長(zhǎng)波光譜時(shí)間取樣鏡和長(zhǎng)波能量測(cè)量聚焦鏡；所述長(zhǎng)波相機(jī)取樣鏡將一部分長(zhǎng)波透射光反射后，經(jīng)長(zhǎng)波相機(jī)成像鏡頭成像在長(zhǎng)波相機(jī)上；所述長(zhǎng)波光譜時(shí)間取樣鏡將另一部分長(zhǎng)波透射光反射后，經(jīng)長(zhǎng)波光譜時(shí)間測(cè)量耦合鏡耦合至長(zhǎng)波光譜時(shí)間測(cè)量像面上，所述長(zhǎng)波光譜時(shí)間測(cè)量像面上設(shè)置有長(zhǎng)波時(shí)間測(cè)量快光電管和長(zhǎng)波光譜取樣光纖，所述長(zhǎng)波光譜取樣光纖與光譜儀相連；所述長(zhǎng)波能量測(cè)量聚焦鏡將剩余的長(zhǎng)波透射光聚焦于長(zhǎng)波能量卡計(jì)探頭上；