一种同轴标定传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种同轴标定传感器，沿激光传输的方向依次包括：吸收反射镜、滤光片和CCD芯片，所述吸收反射镜为对基频激光和二倍频激光全吸收的玻璃，所述吸收反射镜表面镀有三倍频激光高反膜，所述滤光片为对三倍频激光部分吸收的玻璃，该装置和方法简单易行，操作方便，特别适用于大型激光驱动器高精度激光打靶技术领域的甚多束激光靶面同轴标定。
【专利说明】
一种同轴标定传感器
技术领域
[0001]本实用新型涉及惯性约束聚变(ICF)大型激光驱动器高精度激光打靶技术领域，具体而言，涉及一种同轴标定传感器。
【背景技术】
[0002]惯性约束聚变的思想是利用高能粒子束在几纳秒的时间内将氘氚靶丸压缩到每立方厘米几百克的高密度，压强为几亿个大气压，从而使靶丸在局部形成热斑点火并燃烧。
[0003]随着激光技术的出现，人们开始研究利用强激光的极高功率密度和极好的方向性来轰击氘-氚靶，让它们产生受控的惯性约束聚变从而释放出聚变能，这就是“激光聚变”。
[0004]为了将多束激光引导到直径为毫米量级的靶上，需要专门的精密仪器实现束靶耦合引导，由于入射激光功率较高，在靶点处聚焦后能量较强，无法用仪器直接引导，因此需要耦合一路低能量但与入射激光同轴同波面的模拟激光来代替主激光进行光束引导。鉴于主激光和模拟激光存在一定的系统偏差，因此需要在靶点处调整主激光和模拟激光完全重合或标定出两者的误差以进行系统修正。
【实用新型内容】
[0005]针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种同轴标定传感器，本实用新型简单易行，操作方便，特别适用于大型激光驱动器高精度激光打靶技术领域的甚多束激光靶面同轴标定。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]—种同轴标定传感器，沿激光传输的方向依次包括:吸收反射镜、滤光片和CCD芯片，所述吸收反射镜为对基频激光和二倍频激光全吸收的玻璃，所述吸收反射镜表面镀有三倍频激光高反膜，所述滤光片为对三倍频激光部分吸收的玻璃。
[0008]进一步，所述C⑶芯片的像面与靶室中心相对于所述吸收反射镜共轭。
[0009]进一步，所述滤光片对三倍频激光的透过率为50%。
[0010]进一步，所述滤光片的厚度为3-4mm。
[0011]另，本实用新型还提供一种利用上述的同轴标定传感器进行激光标定的方法，包括:经过聚焦透镜后的被标定激光入射到吸收反射镜，吸收反射镜对被标定激光中的基频激光和二倍频激光吸收，并将三倍频激光反射至滤光片，滤光片对三倍频激光部分吸收之后，剩余的三倍频激光入射至CCD芯片，CCD芯片采集三倍频激光的焦斑，然后采集模拟激光的焦斑，通过计算被标定激光和模拟激光之间的位置偏差对模拟激光进行调整。
[0012]进一步，所述滤光片对三倍频激光的透过率为50%。
[0013]本实用新型的有益效果如下:
[0014]1、本实用新型采用吸收反射镜吸收被标定的高能激光中的基频部分和二倍频部分，只将需要进行标定的三倍频部分进行反射，去除了基频部分和二倍频部分对CCD芯片的信息采集的干扰；
[0015]2、本实用新型采用滤光片对三倍频激光进行部分吸收，以降低入射到CCD芯片上的激光能量，避免高能激光对CCD芯片的损伤；
[0016]3、本实用新型将CCD芯片的像面与靶室中心相对于所述吸收反射镜共轭设置，实现同轴标定，从CCD芯片上得到的两焦斑的间距和大小即可反映打靶时两激光的实际情况。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0018]图中:I一投射反射镜，2—聚焦透镜，3—吸收反射镜，4一滤光片，5—CXD芯片，6—靶室，7—模拟激光，8—被标定激光。
【具体实施方式】
[0019]为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0020]实施例一:
[0021]如图1所示，一种同轴标定传感器，沿激光传输的方向依次包括:吸收反射镜3、滤光片4和CCD芯片5，同轴标定传感器之前，激光还依次经过投射反射镜I和聚焦透镜2 ο由于激光为多束，所以其中的投射反射镜1、聚焦透镜2可以为多个，吸收反射镜3设计为空心环形，所述吸收反射镜3为对被标定激光8中的基频激光和二倍频激光全吸收的玻璃，所述吸收反射镜3表面镀有对被标定激光8的三倍频激光高反膜，对三倍频激光的反射率为95 %以上，同时基频激光和二倍频激光反射率约为4%，所述滤光片4为对被标定激光8的三倍频激光部分吸收的玻璃，所述滤光片4对三倍频激光的透过率为50%，少量被吸收反射镜3反射至滤光片4的基频激光和二倍频激光，滤波片4再次进行吸收，达到完全滤除基频激光和二倍频激光的目的。如果不将基频激光和二倍频激光滤除，在CCD芯片5上会同时出现基频激光、二倍频激光和三倍频激光的焦斑，只有三倍频激光用于惯性约束聚变的打靶，因此，基频激光和二倍频激光的焦斑会严重影响CCD芯片5的检测结果。同时，用于打靶的被标定激光8能量均较高，如果直接用于标定，可能会超过CCD芯片5的损伤阈值，造成CCD芯片5的损坏，因此本实用新型利用吸收反射镜3吸收基频激光和二倍频激光，去除两者对最终检测结果的影响，利用滤光片4部分吸收三倍频激光，以降低被标定激光8的能量，避免CCD芯片5损伤。本实用新型选取滤光片4对三倍频激光的透过率为50%，即聚焦到CCD芯片5上三倍频激光能量约为0.5微焦，CCD芯片5可以对该能量级的激光光斑进行处理。滤光片4对三倍频激光的透过率为50%是因为:若透过率过低，则透过的三倍频激光较少，在CCD芯片5上成像效果较差，造成光斑边界不清楚等问题；如果透过率过高，三倍频激光出现偶然能量偏高时，就会损伤CCD芯片5。利用所述CCD芯片5的像面与靶室6的中心相对于所述吸收反射镜3共轭，S卩CXD芯片5的像面中心与靶室6中心的连线垂直于吸收反射镜3，并且其连线的中点位于吸收反射镜3上，这种共轭设置能够实现精确的同轴标定，从CCD芯片5上得到的两焦斑的间距和大小即可反映打靶时两激光的实际情况，简化调节过程，避免调节过程中的繁琐计算。
[0022]本实用新型将滤光片4设置在吸收反射镜3和CCD芯片5之间，这样设置的目的是:被标定激光8经过聚焦透镜2之后，光束口径由大变小，将滤光片4设置在吸收反射镜3和CCD芯片5之间，滤光片4不仅可以实现吸收被标定激光8的作用，还能够明显减小滤光片4的口径，降低成本，简化滤光片4的安装过程。
[0023]滤光片4采用ZWB2材料，厚度为3-4_，面平行度小于5"，面型精度的PV值小于λ/5，λ为被标定激光8的波长。滤光片4通过胶粘在支座上，支座通过螺钉与CCD芯片5的外壳连接，便于拆除和更换。吸收反射镜3选择ZWB2玻璃，吸收反射镜3的外径196mm，内径34mm，厚度8_，面型精度的PV值小于λ/5。
[0024]另，本实用新型还提供一种利用上述的同轴标定传感器进行激光标定的方法，包括:经过投射反射镜I和聚焦透镜2后的被标定激光8入射到吸收反射镜3，吸收反射镜3对被标定激光8中的基频激光和二倍频激光全吸收，由于吸收反射镜3表面镀有三倍频激光高反膜，因此吸收反射镜3将三倍频激光反射至滤光片4，同时少量基频激光和二倍频激光也被反射至滤光片4，滤光片4对三倍频激光部分吸收，对基频激光和二倍频激光全部吸收之后，剩余的三倍频激光入射至CCD芯片5，CCD芯片5采集三倍频激光的焦斑，然后采集模拟激光7的焦斑，通过测量两者之间的位置偏差来计算被标定激光8与模拟激光7的同轴偏差，调整模拟激光7指向，使其与被标定激光8焦斑位置重合，从而实现被标定激光8和模拟激光7的精确同轴。同时，通过调节模拟激光源匹配透镜使其焦斑大小与被标定激光8相同，从而实现与被标定激光8的同波面。
[0025]利用本实用新型的传感器和标定方法，实现了被标定激光和模拟激光的精确同轴和同波面，同轴精度在I个像素(相当于4微米)误差范围内，同波面精度在4微米范围内。
[0026]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种同轴标定传感器，其特征在于，沿激光传输的方向依次包括:吸收反射镜、滤光片和CCD芯片，所述吸收反射镜为对基频激光和二倍频激光全吸收的玻璃，所述吸收反射镜表面镀有三倍频激光高反膜，所述滤光片为对三倍频激光部分吸收的玻璃。2.根据权利要求1所述的同轴标定传感器，其特征在于，所述CCD芯片的像面与靶室中心相对于所述吸收反射镜共轭。3.根据权利要求1所述的同轴标定传感器，其特征在于，所述滤光片对三倍频激光的透过率为50 %。4.根据权利要求1-3任一所述的同轴标定传感器，其特征在于，所述滤光片的厚度为3-4mm ο
【文档编号】G01B11/00GK205448960SQ201521116051
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】向勇, 王芳, 韩伟, 冯斌, 李富全, 王礼权, 李恪宇, 敬域堃
【申请人】中国工程物理研究院激光聚变研究中心