[发明专利]强激光焦斑均匀性在线监测方法

说明书

本发明属于强激光领域。为解决现有惯性约束核聚变“点火”用大型激光系统尚无焦斑均匀性在线监测方法可用的问题，本发明提供了一种强激光焦斑均匀性在线监测方法。该方法包括以下步骤：一、设置楔形分束镜；二、设置监测光学系统；三、分离监测光路；四、设置CCD图像传感器与数据处理系统；五、设置第一衰减片并粗调监测光路；六、精调监测光路；七、改用第二衰减片；八、进行在线监测。本发明的在线监测方法能够较好实现惯性约束核聚变“点火”用大型激光系统的焦斑均匀性在线监测，实际应用表明其监测结果准确可靠，为惯性约束核聚变“点火”用大型激光系统各关键技术的研究提供了可靠保障。

技术领域

本发明属于强激光领域，具体涉及一种强激光焦斑均匀性在线监测方法。

背景技术

二十世纪六十年代，我国著名科学家王淦昌等提出了利用激光驱动惯性约束核聚变的概念。八十年代末，美国用地下核爆的辐射能量成功地驱动了惯性约束聚变，证明了惯性约束聚变的可行性。九十年代以来，包括我国在内的一些国家建造了以“点火”为研究目标的百万焦耳级的大型激光系统，例如：我国上海光机所和中国工程物理研究院建造的神光系列激光系统，中国原子能科学研究院建造有天光一号激光系统等。

用于惯性约束核聚变“点火”的大型激光系统通常包括种子光源、光路系统、放大器等功能模块。工作时，由种子光源发射的激光束经多次分束、放大、同步等诸多步骤处理后，最后在靶面上形成强激光焦斑，以用于惯性约束核聚变的“点火”。然而，由于种种原因，以上述方式在靶面上形成的强激光焦斑可能会存在不十分均匀的问题，会对激光靶物理研究造成难以逾越的困难。

对于强激光焦斑均匀性的在线监测，国际上目前尚未见到公开的成熟技术可供参考，而我国仍未完全掌握此项技术。基于惯性约束核聚变的重要意义和美好前景，以及其“点火”激光系统所起的关键性作用，因此开发一种强激光焦斑均匀性在线监测方法以支撑有关关键技术的研究成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有惯性约束核聚变“点火”用大型激光系统尚无焦斑均匀性在线监测方法可用，造成有关关键技术的研究无法顺利进行的问题，本发明提供了一种强激光焦斑均匀性在线监测方法。

该强激光焦斑均匀性在线监测方法包括以下步骤：

(一)在待监测激光系统打靶光路前端的每一路中设置一个楔形分束镜，且各楔形分束镜的光学性能均相同；

(二)设置与所述打靶光路所采用的光学系统完全相同的监测光学系统；

(三)通过调整所述监测光学系统的方位以及每一个楔形分束镜的方位，由打靶光路中分离出监测光路，并使所述监测光路的结构与各楔形分束镜之后的打靶光路的结构基本相同；

(四)在所述监测光路的焦斑处放置CCD图像传感器，并将所述CCD图像传感器与数据处理系统相连接；

(五)在所述监测光路的焦斑前设置一块第一衰减片，在非放大状态下开启待监测激光系统，调整所述第一衰减片的位置使所述监测光路的各路激光均能通过所述第一衰减片，并将其位置固定在光路系统中，所述第一衰减片的透过率应在待监测激光系统处于非放大状态时满足所述CCD图像传感器的感光要求；

(六)根据所述数据处理系统输出的焦斑图像数据对所述监测光学系统进行精确调整，以使所述监测光路的焦斑精确聚焦，此时所述监测光路的结构与楔形分束镜之后的打靶光路在结构上达到完全相同；

(七)以外形尺寸与所述第一衰减片完全相同的第二衰减片代替所述第一衰减片，并将所述第二衰减片置于所述第一衰减片原来的位置，所述第二衰减片的透过率应在待监测激光系统处于放大状态时满足所述CCD图像传感器的感光要求；

(八)在待监测激光系统正常工作状态下进行在线监测，由所述数据处理系统直接获取焦斑均匀性在线监测数据。