一种新的散射光角分布测量技术.pdfVIP

　第10卷　第3期 强 激 光 与 粒 子 束 . 10, . 3　 V o l N o 　1998年8月 H IGH POW ER LA SER AND PA R T ICL E BEAM S A ug. , 1998　 一种新的散射光角分布测量技术 李文洪　杨存榜　杜　洪　杨　健　刘永刚　邓　武 ( 中物院核物理与化学研究所, 高温高密度等离子体物理重点实验室, 成都525信箱, 610003) 　　摘　要　利用特殊研制的凹椭球面反射镜将激光打靶产生的散射光引出真空靶室收入装 有胶片的暗盒, 对散射光角分布进行精细测量, 给出了在靶后2空间立体角内散射光角分布 的三维立体曲线, 散射光角分布测量精度达±3 °。 　　关键词　凹面反射镜　散射光角分布 　　中图分类号　TB 96 　　随着我国激光聚变 ICF 实验研究的深入开展, 在诊断技术上越来越需要按照“精密”物理 的需要发展新的诊断技术和设备, 提高物理量的测试精度和可信度, 加深对物理规律的认识。 传统上对激光打靶发射的散射光的诊断主要是利用 P IN 硅光二极管或热释电探测器在靶室 空间分布有限个探头进行角分布测量[ 1～ 3 ] , 由于布点有限, 难以真实、全面、细致地反映实际角 分布状况。 　　本项目采用特殊研制的凹椭球面反射镜全面收集散射光并将其引出真空靶室, 用胶片记 录散射光空间分布状况, 利用CCD 摄像机将胶片黑度分布情况摄入计算机进行数据处理, 形 象、直观地给出了散射光在靶后2空间立体角内散射光强度角分布的三维立体曲线。 1　系统设计及方案简述 　　系统中最关键的部件是凹面反射镜的设计和加工, 经多次讨论后, 我们确定将凹面反射镜 设计为椭球面反射镜系统, 将靶点置于椭球面的焦点处, 则靶点发射的散射光经凹椭球面反射 系统反射后聚焦于另一个焦点处; 在散射光光路适当口径处放置一劈板分光引入装有胶片的 暗盒中, 暗盒入口处放有滤光片以防止杂散光干扰; 凹面反射镜上的每一点与暗盒内胶片上的 每一点有简单的一一对应的几何关系, 即胶片将记录光线立体角的分布信息, 胶片黑度与光强 有特定的关系。因此用扫描仪对胶片进行黑度处理可直观的得出散射光强度的空间分布。 　　考虑到星光 靶室窗口及打靶透镜参数原因, 特将凹面镜口径定为 196 , 椭球顶点到 mm 焦点的距离为50 , 因为是旋转椭球面, 为简单起见, 以椭圆中心为坐标原点, 长轴方向为 mm x 2 2 2 2 轴, 短轴方向为y 轴建立二维坐标系则可推算出椭圆方程x 1500 + y 384 = 1。 ( ) 　　根据打靶角度方式及靶室窗口位置, 可在凹面镜顶点处 或45 °方位 开一个锥孔, 该锥孔 口径根据打靶透镜相孔孔径 = 3确定, 算出张角为21 °, 考虑到现场调整不遮挡主激光的因 f D ( ) 素, 锥孔对应椭圆焦点 靶点 最后实际张角约为22 °。 2　照片数据三维恢复及其显示软件的编制 　　为了能方便地获取散射光角分布曲线, 利用CCD 摄像机将胶片黑度分布情况摄入计算机, 国家863惯性约束聚变领域青年科技基金