[實(shí)用新型]基于橢球面漫反射白板的近背向散射光時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721746909.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207636277U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆亞?wèn)|;何俊華;張敏;韋明智;薛艷博;許瑞華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)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(lèi)號(hào): G01M11/02
• 分類(lèi)號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 西安智邦專(zhuān)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，具體涉及一種基于橢球面漫反射白板的近背向散射光時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)。該測(cè)量系統(tǒng)包括取樣裝置和測(cè)量裝置，取樣裝置包括球狀真空靶室和取樣光闌，球狀真空靶室內(nèi)設(shè)置有靶點(diǎn)和橢球面漫反射白板；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橢球面漫反射白板產(chǎn)生漫反射，漫反射光經(jīng)取樣光闌取樣后進(jìn)入測(cè)量裝置；靶點(diǎn)位于橢球面漫反射白板的一個(gè)焦點(diǎn)上，取樣光闌中心位于橢球面漫反射白板的另一個(gè)焦點(diǎn)上。本實(shí)用新型采用具有橢球面型的漫反射白板作為散射面，消除了因散射面漫反射引入的系統(tǒng)時(shí)間誤差，提升了近背向散射時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間分辨率，實(shí)現(xiàn)了散射時(shí)間測(cè)量光路的零時(shí)間誤差設(shè)計(jì)。

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，具體涉及一種基于橢球面漫反射白板的近背向散射光時(shí)間測(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(lèi)探索一種取之不盡的清潔核能源；用來(lái)研制“干凈”(無(wú)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(kāi)始，俄、美、日、法、中、英等國(guó)相繼開(kāi)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(méi)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(lái)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(lái)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(chēng)性遭到破壞，導(dǎo)致點(diǎn)火失敗，由此可見(jiàn)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(guò)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)歷了三個(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(guò)于生硬，沒(méi)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(guò)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；

第三階段，采用標(biāo)準(zhǔn)漫反射白板對(duì)近背向散射光漫反射，對(duì)漫反射光取樣后測(cè)量，漫反射白板的激光損傷閾值(大于1.7J/cm²)能夠滿足更大規(guī)模激光驅(qū)動(dòng)裝置的測(cè)量需求。但是，在對(duì)漫反射光取樣后進(jìn)行近背向散射時(shí)間測(cè)量時(shí)，由于平面型漫反射白板上各點(diǎn)的漫反射光到達(dá)時(shí)間測(cè)量探頭的光程不同，相互之間存在不同程度的時(shí)間差(2m×2m的平面漫反射板最大時(shí)間差可達(dá)ns量級(jí)，而待測(cè)背向散射時(shí)間過(guò)程也是數(shù)ns)，將成為時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)性誤差，嚴(yán)重降低了時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間分辨率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的是提供一種基于橢球面漫反射白板的近背向散射光時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的近背向散射光時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)存在的系統(tǒng)誤差大、時(shí)間分辨率低的技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種基于橢球面漫反射白板的近背向散射光時(shí)間測(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取樣光闌，所述球狀真空靶室內(nèi)設(shè)置有靶點(diǎn)和橢球面漫反射白板；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橢球面漫反射白板產(chǎn)生漫反射，漫反射光經(jīng)取樣光闌取樣后進(jìn)入測(cè)量裝置；所述靶點(diǎn)位于橢球面漫反射白板的一個(gè)焦點(diǎn)上，所述取樣光闌中心位于橢球面漫反射白板的另一個(gè)焦點(diǎn)上。