[發明專利]一種激光加速器自動重頻打靶的時間連鎖控制系統及方法

有效

• 申請號: 202011006538.5
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112135412B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 林晨;楊童;顏學慶
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H05H15/00
• 分類號: H05H15/00
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

1.一種激光加速器自動重頻打靶的時間連鎖控制系統，其特征在于，所述激光加速器自動重頻打靶的時間連鎖控制系統包括：總控計算機、交換機、靶體計算機、激光計算機、探測計算機、靶體控制器、激光控制器、探測器、六軸平移臺和激光兩級快門；其中，靶體放置在六軸平移臺上；激光兩級快門分別為響應迅速的控制種子光開關的種子光快門和響應緩慢的控制主激光開關的主激光快門，種子光快門設置在激光器中種子光進入泵浦源前，主激光快門設置在主激光出射泵浦源后；總控計算機通過網線連接至交換機；交換機通過網線分別連接至靶體計算機、激光計算機和探測計算機；靶體計算機通過網線連接至靶體控制器；靶體控制器通過網線連接至六軸平移臺；激光計算機通過網線連接至激光控制器；激光控制器通過網線連接至種子光快門和主激光快門的網口，通過同步同軸電纜連接至種子光快門的同軸電纜接口，并且激光控制器還通過同步同軸電纜連接至探測器的同軸電纜接口；探測計算機通過網線連接至探測器的網口，探測器的控制器與其封裝為一體；激光器通過同軸電纜連接至激光器控制器，激光控制器與激光兩級快門和探測器之間通過同步同軸電纜連接；激光器通過同軸電纜接口發出與連續的主激光脈沖同步的連續的高電平的同步信號，同步信號再經激光控制器延遲傳輸至種子光快門和探測器，經激光控制器的延遲為種子光快門和探測器提供響應時間，種子光快門和探測器由同步信號的高電平的上升沿觸發曝光，延遲后的第一發高電平與沒有延遲的第二發主激光脈沖同步，實現激光器、激光兩級快門和探測器三者之間的同步控制；種子光快門和探測器打開的時間即為曝光時間，曝光時間遠大于主激光脈沖的脈寬，同步信號的延遲時間t1與主激光脈沖的周期T和儀器的響應時間t2滿足T-t1t2，曝光時間t滿足t+t1T，對于兩發緊鄰的高電平，有且僅有與其中第二發高電平同步的主激光脈沖必定會落入曝光時間的窗口內，在曝光時間內，激光兩級快門均允許單發激光通過，探測器曝光探測激光打靶過程，并將探測信號傳輸至探測計算機；總控計算機發出控制指令至交換機；交換機將控制指令轉換為共享變量分別分布至相應的靶體計算機、激光計算機和探測計算機；靶體計算機、激光計算機和探測計算機將共享變量轉變為控制動作分別發放給各自連接的靶體控制器、激光控制器和探測器；相應地控制六軸平移臺移動、激光兩級快門從連續激光中選出單發主激光脈沖以及探測器進行信號采集，并將設備信息及探測信號反饋給上游相應的靶體計算機、激光計算機或探測計算機；設備信息和探測信號同樣以共享變量的方式反饋至交換機；交換機再傳輸至總控計算機，總控計算機將設備信息和探測信號展現給用戶。

2.如權利要求1所述的激光加速器自動重頻打靶的時間連鎖控制系統，其特征在于，所述靶體計算機中存儲有靶體與激光器發出的激光脈沖在空間上最佳耦合的靶體的位置和姿態信息，稱為最佳束靶耦合點，在整個系統運行過程中激光脈沖的位置不發生改變。

3.如權利要求1所述的激光加速器自動重頻打靶的時間連鎖控制系統，其特征在于，所述探測器的探測控制裝置集成在探測器內。

4.如權利要求1所述的激光加速器自動重頻打靶的時間連鎖控制系統，其特征在于，所述探測器采用一個或多個CCD相機和/或一個或多個光譜儀。