[发明专利]激光共振驱动弹丸注入系统

说明书

本发明属于核聚变控制技术领域，具体涉及激光共振驱动弹丸注入系统，激光共振驱动弹丸注入系统，包括真空室、聚焦透镜和设置在真空室内的激光共振驱动弹丸注入系统，激光共振驱动弹丸注入系统包括聚焦透镜1、拋物镜、平面镜和弹丸；聚焦透镜安装在真空室外，用于会聚激光束，使激光束的焦点落到弹丸上；采用本系统激光能量利用效率高、弹丸速度快、弹丸速度大小可调、注入杂质的纯度高。

技术领域

本发明属于核聚变控制技术领域，具体涉及激光共振驱动弹丸注入系统。

背景技术

在受控核聚变研究中，向等离子体中注入杂质可以诱发各种各样的等离子体现象，根据这些现象可以开展多方面的等离子体行为研究。

比如，杂质输运、离子输运、热输运、破裂缓减、ELMy缓减、加料、器壁处理等方面的研究。

当前向等离子体中注入杂质的方法较多，主要有激光吹气、喷入杂质气体、高压气体驱动的杂质弹丸等。

这些方式各有优势。前两种方式都可以向等离子体中注入多种气态杂质脉冲，而第三种方式可以注入固态杂质，这种方式由于使用了高压气体驱动，在注入杂质弹丸的同时难免有驱动气体进入等离子体，也就是说注入杂质的纯度不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供本发明提供一种激光共振驱动弹丸注入系统，即激光共振驱动，可以克服高压气体驱动注入杂质纯度不高的缺点。本发明采用激光共振驱动弹丸的方式，具有激光能量利用效率高、弹丸速度快、速度大小可调、注入杂质的纯度高等特点。。

本发明的技术方案如下：

激光共振驱动弹丸注入系统，包括真空室、聚焦透镜和设置在真空室内的激光共振驱动弹丸注入系统，激光共振驱动弹丸注入系统包括聚焦透镜1、拋物镜、平面镜和弹丸；聚焦透镜安装在真空室外，用于会聚激光束，使激光束的焦点落到弹丸上；

拋物镜的中央有通光孔，该孔是入射光的通道；

平面镜的中央有发射孔，该孔作为放置弹丸的支撑和发射弹丸的枪管；

聚焦透镜、拋物镜、平面镜的光轴在同一条直线上；聚焦透镜和拋物镜的焦点都位于平面镜发射孔与反射面齐平的位置；弹丸放置在平面镜的发射孔中，其端头与平面镜的反射面齐平。

一种激光共振驱动弹丸注入系统，真空室包括激光窗口、观察窗口、腔体盖板、盖板提手、真空腔体、装置接口法兰、抽气接口；

真空室为四方形中空结构，上部设置有腔体盖板和盖板提手，左侧开设有激光窗口，右侧开设有装置接口法兰，下部开设有抽气接口。

一种激光共振驱动弹丸注入系统，在真空室内部靠激光口和观察窗口一侧设置有激光共振腔，激光共振腔安装在真空室中，由一个拋物镜、一个平面镜和弹丸构成，激光在这三者之间反复反射，起到反复向弹丸提供动能的作用，达到驱动弹丸的目的。

一种激光共振驱动弹丸注入系统，在真空室内部还设置有XY向位移台，在XY向位移台上设置有Z向位移台，在Z向位移台上安放抛物镜和角向镜架，角向镜架用于拋物镜的水平旋转和俯仰调节。

一种激光共振驱动弹丸注入系统，激光束经过聚焦透镜会聚后成为会聚光束，会聚光束穿过拋物镜的通光孔后，其焦点落在弹丸的端面位置；

一种激光共振驱动弹丸注入系统，激光与弹丸相互作用，其能量主要分为两部分，少部分被弹丸吸收，大部分被弹丸反射。