惯性约束核聚变装置高精度光束引导系统设计

"大口径光束引导装置设计是惯性约束核聚变装置中的关键技术，目的是实现高精度的光束焦点位置调整。通过采用基于高精度电动反射镜的自动调整方法，研究者进行了理论分析和实验验证，探索了不同驱动方式下的反射镜调整精度。在实验中，采用了柔性铰链连接的直线微位移驱动机构和旋转轴框，这种设计有效消除了摩擦和间隙等因素对精度的负面影响。实验结果显示，该电动反射镜在±15 mrad的运动范围内可以达到1 μrad的激光光束指向调整分辨率，完全满足了神光-Ⅲ激光装置的技术需求。这一成果对于大型激光器的高精度光束调整系统设计具有重要的指导意义。" 本文详细介绍了在惯性约束核聚变(ICF)设备中，如何通过创新的光束引导装置设计来实现激光束的精确聚焦。惯性约束核聚变是一种利用激光将小型燃料丸压缩到极高密度，以触发核聚变反应的技术。在这个过程中，激光束的精确引导至关重要，因为它直接决定了能量是否能有效地作用于目标。 文中提出了一种基于电动反射镜的光束准直引导方法，电动反射镜是一种可以精确控制的光学元件，通过改变其角度，可以调整激光束的路径。研究中，采用了柔性铰链连接的直线微位移驱动机构，这是一种精密的机械结构，它能够减少由于摩擦和间隙引起的定位误差。通过这种方式，电动反射镜能够在宽广的角度范围内实现微小的指向调整，达到了前所未有的1 μrad分辨率。 此外，该装置在实际应用中证明，其性能满足了神光-Ⅲ激光装置的严格要求。神光-Ⅲ是中国的一个大型ICF实验装置，对激光光束的精度有着极高的标准。这个成功的设计不仅为神光-Ⅲ提供了技术支持，也为未来其他大型激光器的精密定位系统设计提供了参考。 文章的研究成果强调了在设计高精度光束调整系统时，消除机械误差、选择合适的驱动机制以及优化反射镜控制的重要性。这些研究成果不仅对于惯性约束核聚变领域的研究有重大影响，同时也对整个激光技术领域，特别是需要高精度光束操纵的领域，如激光加工、遥感、医学应用等，都具有深远的借鉴价值。