專利名稱：束靶耦合傳感器離線精密標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種束靶耦合傳感器離線精密標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
慣性約束聚變的思想是利用高能粒子束在幾納秒的時間內(nèi)將氘氚靶丸壓縮到每立方厘米幾百克的高密度，壓強為幾億個大氣壓，從而使靶丸在局部形成熱斑點火并燃燒。上世紀80年代末，美國科學(xué)家曾利用地下核爆的輻射能量成功地驅(qū)動了慣性約束核聚變，證實了這一技術(shù)路線的可行性。隨著激光技術(shù)的出現(xiàn)，擊氘-氚靶，讓它們產(chǎn)生受控的慣性約束核聚變從而釋放出聚變能，這就是“激光核聚變”。
為了將多束激光引導(dǎo)到直徑為幾毫米的靶上，需要專門的精密裝置，2010年我們成功申請了發(fā)明專利《一種基于共軛原理的束靶耦合傳感器》，現(xiàn)已授權(quán)，該專利的公開號CN101303224,
公開日
2008 年 11 月 12 日。實際使用該束靶耦合傳感器時，需要一系列裝置配合使用，本發(fā)明所提出的裝置就是配合該傳感器一起使用提高打靶精度的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提高束靶耦合傳感器引導(dǎo)激光的打靶精度的問題，提供一種束靶耦合傳感器離線精密標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法。束靶耦合傳感器離線精密離線標(biāo)定裝置，它包括靶架、束靶耦合傳感器、四個模擬激光源、上部調(diào)焦平臺、下部調(diào)焦平臺，上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)、下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)、標(biāo)定用靶、兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡、傳感器二維調(diào)整平臺和防震平臺；所述防震平臺水平設(shè)置放置，所述靶架、上部調(diào)焦平臺、下部調(diào)焦平臺、兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡和傳感器二維調(diào)整平臺均固定安裝在防震平臺上；所述標(biāo)定用靶固定在靶架上，并放置在束靶耦合傳感器的上物鏡光軸和中路物鏡光軸的交點的位置上，束靶耦合傳感器固定在傳感器二維調(diào)整平臺上，上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)固定安裝在上部調(diào)焦平臺上，所述下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)固定安裝在下部調(diào)焦平臺上，所述四個模擬激光源分為兩組，其中位于上方的兩個模擬激光源為一組，該組模擬激光源所發(fā)射的兩束激光以45°的入射角度入射至標(biāo)定用靶的上表面的中心位置處，該兩束激光垂直相交，交點落在標(biāo)定用靶靶面的上表面上；位于的下方的兩個模擬激光源為另一組，該組模擬激光源所發(fā)射的兩束激光以45°的入射角度入射至標(biāo)定用靶的下表面的中心位置處，該兩束激光垂直相交，交點落在標(biāo)定用靶靶面的下表面上；所述兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡用于實現(xiàn)標(biāo)定束靶耦合傳感器的中心位置。采用上述束靶耦合傳感器離線精密離線標(biāo)定裝置的離線標(biāo)定方法，它是通過如下步驟實現(xiàn)的
步驟一、以防震平臺為基準面，將束靶耦合傳感器的上、下兩路反射鏡的鏡面、CCD像面和標(biāo)定用靶的靶面調(diào)整至相互平行；步驟二、將四個模擬激光源及調(diào)整平臺所發(fā)射激光的入射角度調(diào)整為45° ;步驟三、通過上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)和下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)分別將位于上面兩側(cè)的激光在標(biāo)定用靶的靶面的兩個光點重合為一點并引導(dǎo)至該靶面的中心位置處，位于下面兩側(cè)的激光在標(biāo)定用靶的靶面的兩個光點重合為一點并引導(dǎo)至該靶面的中心位置處；步驟四、在束靶耦合傳感器的CCD像面上觀察靶和激光的分布情況，確定共軛面的位置及參數(shù)，實現(xiàn)束靶耦合傳感器的精密標(biāo)定；步驟五、通過兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡，標(biāo)定出束靶耦合傳感器的中心位置，為下一次定位標(biāo)定用靶提供基準。本發(fā)明的優(yōu)點是提高該束靶耦合傳感器打靶精度，并為下一次打靶標(biāo)定位置提·
供基準。


圖I為傳感器離線精密標(biāo)定裝置的原理圖；圖2為束靶耦合傳感器工作原理。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結(jié)合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式所述的束靶耦合傳感器離線精密離線標(biāo)定裝置，它包括靶架I、束靶耦合傳感器2、四個模擬激光源3、上部調(diào)焦平臺4、下部調(diào)焦平臺11，上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)5、下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)12、標(biāo)定用靶6、兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡7、傳感器二維調(diào)整平臺8和防震平臺9 ；所述防震平臺9水平設(shè)置放置，所述靶架I、上部調(diào)焦平臺4、下部調(diào)焦平臺11、兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡7和傳感器二維調(diào)整平臺8均固定安裝在防震平臺9上；所述標(biāo)定用靶6固定在靶架I上，并放置在束靶耦合傳感器2的上物鏡光軸和中路物鏡光軸的交點的位置上，束靶耦合傳感器2固定在傳感器二維調(diào)整平臺8上，上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)5固定安裝在上部調(diào)焦平臺4上，所述下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)12固定安裝在下部調(diào)焦平臺11上，；所述四個模擬激光源3分為兩組，其中位于上方的兩個模擬激光源為一組，該組模擬激光源所發(fā)射的兩束激光以45°的入射角度入射至標(biāo)定用靶6的上表面的中心位置處，該兩束激光垂直相交，交點落在標(biāo)定用靶6靶面的上表面上；位于的下方的兩個模擬激光源為另一組，該組模擬激光源所發(fā)射的兩束激光以45°的入射角度入射至標(biāo)定用靶6的下表面的中心位置處，該兩束激光垂直相交，交點落在標(biāo)定用靶6靶面的下表面上；所述兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡7用于實現(xiàn)標(biāo)定束靶耦合傳感器2的中心位置。本實施方式所述的束靶耦合傳感器2的上物鏡光軸和下物鏡光軸同軸并與中路物鏡光軸垂直相較于一點。本實施方式所述的傳感器二維調(diào)整平臺8用于在水平的二維平面內(nèi)調(diào)整束靶耦合傳感器2的位置；
本實施方式所述的上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)5用于實現(xiàn)將從上面發(fā)射過來的兩路激光，引導(dǎo)到標(biāo)定用靶6的上表面中心并完全重合。本實施方式所述的下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)12實現(xiàn)將從下面發(fā)射過來的兩路激光，引導(dǎo)到標(biāo)定用靶6的下表面中心并完全重合。本實施方式所述的兩臺內(nèi)調(diào)焦望遠鏡，用于標(biāo)定出束靶耦合傳感器的中心位置，為傳感器在靶室內(nèi)定位提供基準在靶室內(nèi)定位提供基準。本實施方式所述的四個模擬激光源3分別固定安裝在四個模擬激光調(diào)整平臺上，該模擬激光調(diào)整平臺固定安裝在防震平臺9上。本實施方式中的束靶耦合傳感器的進行激光引導(dǎo)打靶原理如圖2 所示，該傳感器主要有上、中、下三路視覺系統(tǒng)組成,每路系統(tǒng)由物鏡和(XD相機組成。(XD采集的圖像送入計算機進行圖像處理。入射激光照在反射鏡上，反射到CXD的像面上，若滿足共軛關(guān)系(即圖I所示各段距離d相等)那么光點和靶可以同時成像在上、下CXD像面上，通過靶點和光點在CCD的成像位置，可以計算出束靶耦合關(guān)系。實際使用時，為保證這種束靶耦合關(guān)系，必須對束靶耦合傳感器進行精密裝校，主要保證束靶耦合傳感器實現(xiàn)以下功能( I)實現(xiàn)傳感器的中心與上(下)CXD像面相對于上(下)激光反射面共軛，確定共軛面的位置。(2)保證上、下激光反射鏡表面和上下CXD像面平行。(3)上、下物鏡光軸同軸并與中路物鏡光軸垂直相交于一點。(4)上、下物鏡光軸與反射鏡垂直，并與上、下CXD像面垂直且相交于其中心。(5)中路物鏡光軸與反射鏡平行，且與中路CXD像面垂直且相交于其中心。(6)各成像單元沿導(dǎo)軌運動軌跡與反射鏡表面垂直。
具體實施方式
二 下面結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一的上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)5與下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)12的進一步說明，本實施方式所述上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)5與下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)12均位于束靶耦合傳感器2的上物鏡光軸的軸線上，且以標(biāo)定用靶6為中心對稱設(shè)置。
具體實施方式
三下面結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一的防震平臺9的進一步說明，本實施方式所述防震平臺9是由雙零級大理石制成。
具體實施方式
四下面結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式為對實施方式一的標(biāo)定用靶6的進一步說明，本實施方式所述標(biāo)定用靶6的靶面與束靶耦合傳感器2的上物鏡的鏡面與下物鏡的鏡面平行設(shè)置。
具體實施方式
五下面結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式為本實施方式所述束靶耦合傳感器離線精密離線標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法，它是通過如下步驟實現(xiàn)的步驟一、以防震平臺9為基準面，將束靶耦合傳感器2的上、下兩路反射鏡的鏡面、CXD像面和標(biāo)定用靶6的靶面調(diào)整至相互平行；步驟二、將四個模擬激光源及調(diào)整平臺3所發(fā)射激光的入射角度調(diào)整為45° ;步驟三、通過上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)5和下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)12分別將位于上面兩側(cè)的激光在標(biāo)定用靶6的靶面的兩個光點重合為一點并引導(dǎo)至該靶面的中心位置處，位于下面兩側(cè)的激光在標(biāo)定用靶6的靶面的兩個光點重合為一點并引導(dǎo)至該靶面的中心位置處；步驟四、在束靶耦合傳感器2的CCD像面上觀察靶和激光的分布情況，確定共軛面的位置及參數(shù)，實現(xiàn)束靶耦合傳感器的精密標(biāo)定；
步驟五、通過兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡7，標(biāo)定出束靶耦合傳感器2的中心位置，為下一次定位標(biāo)定用靶6提供基準。本發(fā)明不局限于上述實施方式，還可以是上述各實施方式中所述技術(shù)特征的合理組合。
權(quán)利要求
1.束靶耦合傳感器離線精密標(biāo)定裝置，其特征在于，它包括靶架(I)、束靶耦合傳感器(2)、四個模擬激光源(3)、上部調(diào)焦平臺(4)、下部調(diào)焦平臺(11)，上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)(5)、下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)(12)、標(biāo)定用靶(6)、兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(7)、傳感器二維調(diào)整平臺(8)和防震平臺(9)； 所述防震平臺(9)水平設(shè)置放置，所述靶架(I)、上部調(diào)焦平臺(4)、下部調(diào)焦平臺(11)、兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(7)和傳感器二維調(diào)整平臺(8)均固定安裝在防震平臺(9)上； 所述標(biāo)定用靶(6 )固定在靶架(I)上，并放置在束靶耦合傳感器(2 )的上物鏡光軸和中路物鏡光軸的交點的位置上； 束靶耦合傳感器(2 )固定在傳感器二維調(diào)整平臺(8 )上，上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)(5 )固定安裝在上部調(diào)焦平臺(4)上，下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)(12)固定安裝在下部調(diào)焦平臺(11)上； 所述四個模擬激光源(3)分為兩組，其中位于上方的兩個模擬激光源為一組，該組模擬激光源所發(fā)射的兩束激光以45°的入射角度入射至標(biāo)定用靶(6)的上表面的中心位置處，該兩束激光垂直相交，交點落在標(biāo)定用靶(6)靶面的上表面上；位于的下方的兩個模擬激光源為另一組，該組模擬激光源所發(fā)射的兩束激光以45°的入射角度入射至標(biāo)定用靶(6)的下表面的中心位置處，該兩束激光垂直相交，交點落在標(biāo)定用靶(6)靶面的下表面上；所述兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(7)用于實現(xiàn)標(biāo)定束靶耦合傳感器(2)的中心位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的束靶耦合傳感器離線精密標(biāo)定裝置，其特征在于所述上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)(5)與下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)(12)均位于束靶耦合傳感器(2)的上物鏡光軸的軸線上，且以標(biāo)定用靶(6 )鏡像對稱設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的束靶耦合傳感器離線精密標(biāo)定裝置，其特征在于所述防震平臺(9)是由雙零級大理石制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的束靶耦合傳感器離線精密標(biāo)定裝置，其特征在于所述標(biāo)定用靶(6)的靶面與束靶耦合傳感器(2)的上物鏡的鏡面與下物鏡的鏡面平行設(shè)置。
5.基于權(quán)利要求I所述的束靶耦合傳感器離線精密標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法，其特征在于，它是通過如下步驟實現(xiàn)的 步驟一、以防震平臺(9)為基準面，將束靶耦合傳感器(2)的上、下兩路反射鏡的鏡面、C⑶像面和標(biāo)定用靶(6)的靶面調(diào)整至相互平行； 步驟二、以標(biāo)定用靶(6)的上下表面為基準調(diào)整四個模擬激光源(3)所發(fā)射激光的入射角度均為45° ; 步驟三、通過上部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)(5)和下部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)(12)分別將位于上面兩側(cè)的激光在標(biāo)定用靶(6)的上靶面的兩個光點重合為一點并引導(dǎo)至該靶面的中心位置處，位于下面兩側(cè)的激光在標(biāo)定用靶(6)的下靶面的兩個光點重合為一點并引導(dǎo)至該靶面的中心位置處； 步驟四、在束靶耦合傳感器(2)的CCD像面上觀察靶和激光的分布情況，確定共軛面的位置及參數(shù)，實現(xiàn)束靶耦合傳感器的精密標(biāo)定； 步驟五、通過兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡(7)，標(biāo)定出束靶耦合傳感器(2)中放置標(biāo)定用靶(6)的中心位置，為下一次定位標(biāo)定用靶(6)提供基準。
全文摘要
束靶耦合傳感器離線精密標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，涉及一種束靶耦合傳感器離線精密標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法。目的是為了提高束靶耦合傳感器引導(dǎo)激光的打靶精度的問題。本裝置包括靶架、束靶耦合傳感器、四個模擬激光源、上(下)部調(diào)焦平臺、上(下)部束靶耦合監(jiān)測系統(tǒng)、標(biāo)定用靶、兩個內(nèi)調(diào)焦望遠鏡、傳感器二維調(diào)整平臺和防震平臺；其標(biāo)定方法是先以防震平臺為基準面，調(diào)整束靶耦合傳感器的鏡面、CCD像面和靶面平行；再以靶面為基準面調(diào)整四束激光的入射角度均為45°，并將靶面上的光點在中心位置處重合為一點，傳感器確定共軛面的位置及參數(shù)；內(nèi)調(diào)焦望遠鏡，標(biāo)定出束靶耦合傳感器的中心位置，為下一次定位提供基準。用于輔助束靶耦合傳感器精確打靶。
文檔編號G01B11/00GK102721368SQ20121023376
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者劉國棟, 劉炳國, 莊志濤, 胡濤, 陳鳳東 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)