[发明专利]一种激光加速器自动重频打靶的时间连锁控制系统及方法

权利要求书

1.一种激光加速器自动重频打靶的时间连锁控制系统，其特征在于，所述激光加速器自动重频打靶的时间连锁控制系统包括：总控计算机、交换机、靶体计算机、激光计算机、探测计算机、靶体控制器、激光控制器、探测器、六轴平移台和激光两级快门；其中，靶体放置在六轴平移台上；激光两级快门分别为响应迅速的控制种子光开关的种子光快门和响应缓慢的控制主激光开关的主激光快门，种子光快门设置在激光器中种子光进入泵浦源前，主激光快门设置在主激光出射泵浦源后；总控计算机通过网线连接至交换机；交换机通过网线分别连接至靶体计算机、激光计算机和探测计算机；靶体计算机通过网线连接至靶体控制器；靶体控制器通过网线连接至六轴平移台；激光计算机通过网线连接至激光控制器；激光控制器通过网线连接至种子光快门和主激光快门的网口，通过同步同轴电缆连接至种子光快门的同轴电缆接口，并且激光控制器还通过同步同轴电缆连接至探测器的同轴电缆接口；探测计算机通过网线连接至探测器的网口，探测器的控制器与其封装为一体；激光器通过同轴电缆连接至激光器控制器，激光控制器与激光两级快门和探测器之间通过同步同轴电缆连接；激光器通过同轴电缆接口发出与连续的主激光脉冲同步的连续的高电平的同步信号，同步信号再经激光控制器延迟传输至种子光快门和探测器，经激光控制器的延迟为种子光快门和探测器提供响应时间，种子光快门和探测器由同步信号的高电平的上升沿触发曝光，延迟后的第一发高电平与没有延迟的第二发主激光脉冲同步，实现激光器、激光两级快门和探测器三者之间的同步控制；种子光快门和探测器打开的时间即为曝光时间，曝光时间远大于主激光脉冲的脉宽，同步信号的延迟时间t1与主激光脉冲的周期T和仪器的响应时间t2满足T-t1t2，曝光时间t满足t+t1T，对于两发紧邻的高电平，有且仅有与其中第二发高电平同步的主激光脉冲必定会落入曝光时间的窗口内，在曝光时间内，激光两级快门均允许单发激光通过，探测器曝光探测激光打靶过程，并将探测信号传输至探测计算机；总控计算机发出控制指令至交换机；交换机将控制指令转换为共享变量分别分布至相应的靶体计算机、激光计算机和探测计算机；靶体计算机、激光计算机和探测计算机将共享变量转变为控制动作分别发放给各自连接的靶体控制器、激光控制器和探测器；相应地控制六轴平移台移动、激光两级快门从连续激光中选出单发主激光脉冲以及探测器进行信号采集，并将设备信息及探测信号反馈给上游相应的靶体计算机、激光计算机或探测计算机；设备信息和探测信号同样以共享变量的方式反馈至交换机；交换机再传输至总控计算机，总控计算机将设备信息和探测信号展现给用户。

2.如权利要求1所述的激光加速器自动重频打靶的时间连锁控制系统，其特征在于，所述靶体计算机中存储有靶体与激光器发出的激光脉冲在空间上最佳耦合的靶体的位置和姿态信息，称为最佳束靶耦合点，在整个系统运行过程中激光脉冲的位置不发生改变。

3.如权利要求1所述的激光加速器自动重频打靶的时间连锁控制系统，其特征在于，所述探测器的探测控制装置集成在探测器内。

4.如权利要求1所述的激光加速器自动重频打靶的时间连锁控制系统，其特征在于，所述探测器采用一个或多个CCD相机和/或一个或多个光谱仪。