ICF靶場激光指向精密控制技術(shù)研究.pdf

1、慣性約束聚變（ICF）大型激光裝置需要將上百束高能脈沖激光精確引導并聚焦到靶點。這種激光裝置通常采用與主光路激光（以下稱主激光）嚴格同軸的連續(xù)模擬激光（以下稱模擬光）進行光路準直、引導及聚焦調(diào)整，并利用光路中的電動光學器件以及遠場探測器實現(xiàn)對激光指向的閉環(huán)控制。靶場激光指向精度是實現(xiàn)精確打靶的重要指標之一，目前主激光與模擬光之間的同軸度、激光光束指向的調(diào)整量是兩個主要誤差來源。針對這兩種誤差來源，本文首次提出了一種在靶點處標定主激光與模

2、擬光同軸度的方法和一種利用變形反射鏡控制激光光束指向的方法，并進行了相應(yīng)的理論分析與實驗驗證。本文所研究成果解決了從激光大廳中發(fā)出的主激光與模擬光之間的同軸度不高以及通過電動反射鏡架控制的靶場激光光束指向的調(diào)整量較大的兩個問題，提高了靶場激光指向精度。
　　本文首先綜述了國內(nèi)外慣性約束聚變（ICF）大型激光裝置的研究發(fā)展現(xiàn)狀、大型激光裝置靶場指向精密控制系統(tǒng)的概況和激光指向控制中相關(guān)光學元件的研究進展。結(jié)合光線追跡理論，通過數(shù)學仿

3、真，建立了ICF靶場光學系統(tǒng)的簡化光路模型，模擬實際光線在靶場中傳播，找出光束指向的變化規(guī)律，實現(xiàn)對靶場光學系統(tǒng)中光束的指向控制計算，從而為指向控制提供理論支持。利用ICF靶場光學系統(tǒng)的簡化光路模型的計算結(jié)果，對靶點處標定主激光與模擬光同軸度的方法進行分析。為了消除標定過程中投射到CCD像面上的雜散光影響標定精度，結(jié)合靶場光學系統(tǒng)實際設(shè)計，給出了三種不同可替換濾光片放置位置的兩束激光同軸的遠場標定方法，并比較了不同方法的優(yōu)缺點?；谧冃?/p>