激光聚变中广角冲击波速度诊断方法及相关VISAR技术研究

发布时间：2023-06-10 11:33

　　惯性约束聚变中,冲击波速度诊断可作为激光等离子体相互作用、流体力学不稳定性、压缩不对称性的研究媒介,可以用于判断内爆驱动的压缩状态,为点火靶型优化和高功率驱动激光脉冲整形、调束、调时提供参考;为状态方程中求解物质温度、密度、压强等热力学状态参量提供边界条件。任意反射面速度干涉仪(VISAR)是冲击波诊断领域的主要测试手段之一。但是现阶段的VISAR探测通常局限于:平面上的一两条线的连续时间测量,一个平面上的特定几个时刻测量,或是空间上若干方位点测量,缺乏一种全空间的连续测量冲击波速度的方法。本论文的主要工作有:提出广角冲击波速度诊断方法并研究诊断系统的光学性质。首先提出通过广角诊断靶型与传统VISAR结合可以实现广角冲击波速度诊断,计算并确定了广角冲击波速度采集需要的立体反射镜面形状参数;然后开展广角诊断成像性质研究,模拟发现像面弯曲会影响干涉条纹的质量,而通过设置异形光纤面板可以实现像面矫正;最后指出工程误差对成像的影响,广角诊断靶装配的位置偏差不得多于30 μm,倾角不得超过4°,长轴方向加工误差需小于0.1μm,短轴方向误差需小于4 μm,镜面反射率需好于70%。以上工作为广角诊...

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 激光驱动核聚变简介
    1.2 冲击波速度测量的意义
    1.3 任意反射面速度干涉仪发展历程
    1.4 广角冲击波诊断的研究意义
    1.5 文章的行文分布介绍
    参考文献
第2章 成像型VISAR基础
    2.1 VISAR工作过程
    2.2 VISAR原理
        2.2.1 光学多普勒效应
        2.2.2 光混频
        2.2.3 模拟零程差
        2.2.4 VISAR速度计算公式导出
        2.2.5 VISAR速度计算公式修正
    2.3 VISAR数据处理
        2.3.1 提取干涉条纹相位
        2.3.2 双灵敏度技术
    2.4 影响VISAR精度因素
    2.5 本章小结
    参考文献
第3章 广角冲击波速度诊断设计
    3.1 立体反射镜面
        3.1.1 平行光入射
        3.1.2 汇聚光入射
        3.1.3 反射镜面参数确定
    3.2 广角VISAR光路模拟
        3.2.1 透镜设计
        3.2.2 光路模拟
    3.3 非理想因素影响
        3.3.1 光线对应模型
        3.3.2 成像模型
    3.4 工程误差影响
    3.5 本章小结
    参考文献
第4章 广角冲击波速度诊断实验
    4.1 广角诊断实验靶设计
    4.2 实验结果及分析
    4.3 本章小结
    参考文献
第5章 广角诊断中高时间分辨速度计算算法
    5.1 相位方程推导
    5.2 数值计算
    5.3 噪声滤除
    5.4 本章小结
    参考文献
第6章 广角诊断相关VISAR装置的设计
    6.1 传像光路的改进
        6.1.1 杂散光再利用
        6.1.2 光纤传像束
    6.2 标准具的改进
        6.2.1 台阶标准具
        6.2.2 差分标准具
    6.3 记录系统的改进
        6.3.1 旋转条纹
        6.3.2 差分复用
    6.4 本章小结
第7章 总结
    7.1 本文的工作
    7.2 主要创新
    7.3 研究展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3832808