[發明專利]一種長焦深非球面反射鏡曲面結構確定方法及系統

有效

• 申請號: 201810707795.8
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108873322B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 范全平;曹磊峰;魏來;王少義;楊祖華;張強強;陳勇;巫殷忠
• 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: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種長焦深非球面反射鏡曲面結構確定方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取激光截面光強分布和光強能量守恒方程；

根據所述激光截面光強分布和所述光強能量守恒方程確定焦深區域軸向距離與入射光半徑的對應關系；

根據所述對應關系確定波前函數；

根據等光程原理，利用所述波前函數反推出所述長焦深非球面反射鏡的曲面結構；

所述根據所述激光截面光強分布和所述光強能量守恒方程確定焦深區域軸向距離與入射光半徑的對應關系，具體包括：

根據所述激光截面光強分布I_σ(r)求解所述光強能量守恒方程獲得所述焦深區域軸向距離與入射光半徑的對應關系z(r)；其中r表示入射光半徑；I_σ(r)表示激光截面光強分布；z(r)為所述焦深區域軸向距離與入射光半徑的對應關系；f₁為焦深長度的上限；I_z(z)表示經反射鏡聚焦后所需的焦深區域的軸向光強分布；z表示焦深區域的軸向距離；

所述根據所述對應關系確定波前函數，具體包括：

根據所述對應關系z(r)求解波前函數方程獲得所述波前函數

所述根據等光程原理，利用所述波前函數反推出所述長焦深非球面反射鏡的曲面結構，具體包括：

根據所述等光程原理確定所述波前函數上任一點與所述長焦深非球面反射鏡上對應點之間的關系方程組；

求解所述關系方程組，獲得所述長焦深非球面反射鏡的曲面結構z_m(r_m)。

2.根據權利要求1所述的長焦深非球面反射鏡曲面結構確定方法，其特征在于，所述根據所述等光程原理確定所述波前函數上任一點與所述長焦深非球面反射鏡上對應點之間的關系方程組，具體包括：

根據所述等光程原理，確定所述波前函數上任一點與所述長焦深非球面反射鏡上對應點M(r_m，z_m)之間的關系方程組；所述關系方程組包括第一關系式和第二關系式其中為波前函數的導數。

3.一種長焦深非球面反射鏡曲面結構確定系統，其特征在于，所述系統包括：

參數及方程獲取模塊，用于獲取激光截面光強分布和光強能量守恒方程；

對應關系確定模塊，用于根據所述激光截面光強分布和所述光強能量守恒方程確定焦深區域軸向距離與入射光半徑的對應關系；

波前函數確定模塊，用于根據所述對應關系確定波前函數；

曲面結構確定模塊，用于根據等光程原理，利用所述波前函數反推出所述長焦深非球面反射鏡的曲面結構；

所述對應關系確定模塊具體包括：

對應關系確定單元，用于根據所述激光截面光強分布I_σ(r)求解所述光強能量守恒方程獲得所述焦深區域軸向距離與入射光半徑的對應關系z(r)；其中r表示入射光半徑；I_σ(r)表示激光截面光強分布；z(r)為所述焦深區域軸向距離與入射光半徑的對應關系；f₁為焦深長度的上限；I_z(z)表示經反射鏡聚焦后所需的焦深區域的軸向光強分布；z表示焦深區域的軸向距離；

所述波前函數確定模塊具體包括：

波前函數確定單元，用于根據所述對應關系z(r)求解波前函數方程獲得所述波前函數

所述曲面結構確定模塊具體包括：

關系方程組確定單元，用于根據所述等光程原理確定所述波前函數上任一點與所述長焦深非球面反射鏡上對應點之間的關系方程組；

曲面結構確定單元，用于求解所述關系方程組，獲得所述長焦深非球面反射鏡的曲面結構z_m(r_m)。

4.根據權利要求3所述的長焦深非球面反射鏡曲面結構確定系統，其特征在于，所述關系方程組確定單元具體包括：

關系方程組確定子單元，用于根據所述等光程原理，確定所述波前函數上任一點與所述長焦深非球面反射鏡上對應點M(r_m，z_m)之間的關系方程組；所述關系方程組包括第一關系式和第二關系式其中為波前函數的導數。