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《強激光輻照光學元件損傷探測系統(tǒng)開題報告》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、中北大學畢業(yè)論文開題報告學生姓名：學號：10051041學院：信息與通信工程專業(yè)：光電信息工程設計(論文)題目：強激光輻照光學元件損傷探測系統(tǒng)的研究指導教師:凌秀蘭2014年3月5日畢業(yè)論文開題報告1．結(jié)合畢業(yè)論文課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：文獻綜述1.1本課題研究的背景高功率激光器已經(jīng)廣泛的應用于工業(yè)加工等領域，特別是目前高功率激光器的研究熱點已經(jīng)從氣體和化學激光器逐漸向全固態(tài)的激光器過渡，其中半導體激光器作為固體激光器的泵浦源具有體積小、重量輕、壽命長、高轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點而受到了廣泛關(guān)注。隨著激光通量的提升
2、和紫外激光研究的深入，光學元件的抗破壞能力制約了激光器的發(fā)展和紫外領域的研究。激光破壞的產(chǎn)生和生長會導致光速質(zhì)量及光通量的下降，同時也會造成后續(xù)元件的破壞。因此，激光對光學元件的損傷就成了激光研究領域中的一項重要課題。光學元件幾乎是所有光學系統(tǒng)中不可缺少的基本元件，并且也是激光系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)之一。長期以來，激光對光學元件的破壞一直是限制激光向高功率、高能量方向發(fā)展的“瓶頸”，也是影響高功率激光薄膜元件使用壽命的主因。另一方面，光學元件也是導彈、遙感衛(wèi)星等航天飛行器中導引、定位、遙感甚至能源系統(tǒng)中的重要組成元件，應用強激光武器對光學元件的破
3、壞可以造成航天飛行器的致眩、致盲、失控，甚至于系統(tǒng)的整體失效。光學元件中即使出現(xiàn)十分微小的瑕疵，也會導致輸出光束質(zhì)量的下降，嚴重時將引起整個系統(tǒng)的癱瘓，光學元件的抗損傷特性將直接影響到整個系統(tǒng)的設計方案以及今后系統(tǒng)運行的性能。所以，研究強激光輻照光學元件的損傷探測系統(tǒng)具有非常重要的意義。1.2國內(nèi)、外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀美國利夫莫爾實驗室(LLNL)最先開始了光學元件損傷在線檢測技術(shù)研究。1995年LLNL就開始在Beamlet裝置上進行光學元件損傷在線檢測的早期工作。在1998年6月的ICF固體激光應用會議中,LLNL實驗室的托馬斯介紹了NIF的的
4、光學元件損傷在線檢測技術(shù)。包括用于終端集成光機組件光學元件在線檢測(FODI)和用于多程放大系統(tǒng)大口徑光學元件損傷在線檢測系統(tǒng)(LODI)。采用裝置的激光主動照明或檢測系統(tǒng)配置的激光主動照明,借助空間濾波器的像傳遞和其頻譜面濾波屏的組合,構(gòu)造了基于空間濾波器的望遠成像系統(tǒng),對目標元件進行損傷成像。為了消除背景光場的影響,在空間濾波器頻譜面上放置不透明小圓屏,構(gòu)成了背向相干照明暗場成像損傷檢測系統(tǒng),LODI可以獲得多程放大系統(tǒng)光學元件暗場損傷圖像,經(jīng)過分析就可以獲得損傷點信息。為了對多個激光束線進行檢測,NIF將LODI集成在其綜合診斷系統(tǒng)(P
5、DS)上,利用PDS的抽樣轉(zhuǎn)換光路,將NIF的其他激光束線多程放大系統(tǒng)大口徑元件的損傷信息傳輸?shù)絃ODI,實現(xiàn)對所有束線光學元件損傷在線檢測。1998年NIF設想的終端集成光機組件光學元件損傷在線檢測系統(tǒng)安裝在靶室旁邊的診斷設備操作手(DIM)上,這個時期MF用紫外模擬光源做為照明光源,通過安裝在靶室中心的反射鏡將攜帶靶室上終端集成光機組件光學元件損傷信息的匯聚光束傳輸?shù)桨惺彝獠康慕K端光學損傷在線檢測系統(tǒng)中(FODI),通過旋轉(zhuǎn)反射鏡使FODI對準任一終端集成光機組件,實現(xiàn)對所有束線光學元件損傷在線檢測。但是由于采用主激光照明,受景深的限制,
6、FODI只能區(qū)分終端集成光機組件部分元件的損傷，,例如可以區(qū)分位于終端遠端的窗口和近端的屏蔽片,但不能區(qū)分間距很近的元件。這一時段研究系統(tǒng)的分辨率只能達到0.6mm。2007年,LLNL報道了其建立在NIF上的終端損傷在線檢測系統(tǒng)(FODI)。該系統(tǒng)主要包括望遠成像儀、成像儀定位器、控制軟件和光學檢測分析軟件四個部分。成像儀是一個光學望遠鏡,放置在國家點火裝置靶室中心,每次激光打靶后,從該位置成像儀能夠指向每一束線,獲得終端集成光機組件內(nèi)光學元件的損傷圖像。利用其研發(fā)的光學損傷檢測分析軟件可以對圖像進行分析,評估光學元件的損傷狀況。按照要求F
7、ODI要能夠探測和追蹤所有終端集成光機組件光學元件上直徑大于50μm以上的缺陷的發(fā)展變化。目前,FODI系統(tǒng)已經(jīng)安裝到國家點火裝置中并運行了三年,用做高能系統(tǒng)打靶后光學元件的常規(guī)檢測。到目前為止,己經(jīng)檢測了7萬個光學元件。目前FODI以大于每小時100個光學元件的速度進行檢測,最近發(fā)展起來的軟件將提高該速度,達到每小時190個。FODI是國家點火裝置可依賴、有價值的輔助工具，是實驗室獲得聚變點火計劃中重要的組成部分。國內(nèi)對光學元件損傷檢測主要集中在離線光學表面的缺陷和損傷閩值測量。隨著高功率ICF激光驅(qū)動器的建設,國內(nèi)也開展了大口徑光學元件損
8、傷在線檢測研究。2002年上海光機所黃惠杰等研制了一套光學元件在線檢測樣機,并在國內(nèi)神光IH原型裝置集成演示系統(tǒng)上進行了聯(lián)機驗證,由于該樣機采用偏振消光暗場成像,受
