[发明专利]具有多端注入靶的束靶耦合瞄准定位系统及定位方法

说明书

本发明公开了一种具有多端注入靶的束靶耦合瞄准定位系统及定位方法，物理实验激光打击的多端注入靶通过经纬度刻线，建立实验靶与束靶耦合传感器的统一基准坐标系和中心定位，对于上下CCD视场外的注入孔，在原打靶流程中巧妙的增加了利用多端注入靶反过来定位作为真空靶室中心坐标基准的束靶耦合传感器，通过平移束靶耦合传感器将所有视场外的注入孔逐一平移入视场，并利用监视仪修正平移偏差，保持了共轭面高度和法线不变。再将靶瞄系统原设计中三维空间不可见的弹着点转移到多端注入靶表面的刻线交点即特征点上，同时利用束靶耦合传感器上下CCD相关性，对特征点进行角度修正，进一步提高了打靶精度。该方法简单易行，操作方便，打靶精度高。

技术领域

本发明属于脉冲激光装置激光瞄靶领域，具体涉及一种具有多端注入靶的束靶耦合瞄准定位系统及定位方法。

背景技术

激光惯性约束聚变实验是目前国际上研究的最前沿研究课题之一，该实验通过多路高能激光轰击氘氚靶实现聚变反应，从而实现可控聚变。激光惯性约束聚变实验中需要将多路激光精确引导到实验靶上的指定位置。以往激光引导方式是将激光直接打到靶上通过监测仪监测光点在靶上的位置，由于通常打靶激光波长为紫外光，而监测系统所检测的光为可见光波段，因此对靶和光点的监测存在色差，解决色差问题的办法是采用反射式成像光学系统，但设计、加工、装配难度大，成本高，并且由于靶的形状多种多样，激光光点打到靶上后可能产生变形和散射等现象。对于黑洞类型的靶，激光弹着点的位置甚至是不可见的，因而常常通过盲调打靶，对调整机构的精度要求非常高，但还是不能保证打靶的精度和可靠性；对于多路激光打靶的情况，如果多路激光同时打到靶上，各光点之间相互重叠干扰，无法实现并行引导，只能单路依次引导，引导时间长，过程繁琐，因此激光光束随时间的漂移和各调整环节的时间稳定性将大大降低打靶的精度和可靠性；另外对于有些靶，是不允许激光直接辐照的。

目前，在脉冲激光装置激光打靶前，必须先将激光的焦点精确引导到实验靶预先设定的弹着点位置，然后再发射激光。国内2014.3.26公开过一个发明，名称为：模拟靶定位装置，公开号为：CN102486941B，该发明涉及一种用于激光核聚变靶室诊断设备的模拟靶定位装置。另外一项是2010.02.17公开的发明，名称为：束靶耦合传感器，公开号为：CN100590381C，涉及光电传感器领域。前一项发明，模拟靶定位装置可以实现模拟靶的输运和高精度调试靶的功能，但无法实现激光和靶的耦合成像；后一项发明，束靶耦合传感器是专门用于上下两个面注入孔(平面和柱腔靶)设计的装置，在上下成像系统CCD可见的视场范围内能够很好的实现激光束靶耦合功能，但是无法运输束靶耦合传感器和实验靶到真空靶室中心位置，更无法实现两者的精密姿态调整，也无法单独实现上下CCD视场外或者中侧CCD中心对称，即中侧CCD正对方位注入孔的精确瞄准定位，尤其是三维空间任意位置精确瞄准打靶的新靶型的发展需求。这就使上述两项发明专利中的装置的应用范围受到限制。

发明内容

本发明中为了克服现有束靶耦合传感器无法单独用于三维空间任意位置精确瞄准打靶的新型多端注入靶的发展需求，提供了一种具有多端注入靶的束靶耦合瞄准定位系统及瞄准定位方法。

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多端注入靶，所述多端注入靶上均匀设置有多个端盖；多个所述端盖上均设置有十字刻线和注入孔，所述注入孔的孔心与十字刻线的中心重合；多个所述端盖的十字刻线的连线在物理实验靶的表面形成三个环线，即左右经线、赤道纬度刻线和前后经线；

靶杆，其与所述多端注入靶的靶体连接，所述靶杆的轴线位于多个所述端盖中心孔构成的赤道面内并与其接近的端盖的中心孔的法线成一定角度。

优选的是，所述多端注入靶为球腔靶，其中多个端盖包括XYZ三维对称均匀分布设置在球腔靶六面的上端盖、下端盖、左端盖、右端盖、前端盖和后端盖，同时在对应端盖上设置有上注入孔、下注入孔、左注入孔、右注入孔、前注入孔和后注入孔；所述上下孔、左右孔、前后孔在XYZ三维坐标系中成空间对称分布。