[发明专利]一种强场侧注入的激光吹气系统

权利要求书

1.一种强场侧注入的激光吹气系统，其特征在于：包括激光束、扫描机构、聚焦透镜组和靶片机构，其中，激光束由高能脉冲激光器发出，扫描机构使激光束的光斑在靶片上高速移动扫描；聚焦透镜组安装在扫描机构的腔体上，会聚激光束；靶片机构安装在托卡马克(14)的强场侧，提供注入等离子体中杂质并保护棱镜免受污染；

所述扫描机构包括反射镜(2)、X方向振镜(3)、Y方向振镜(4)、腔体(10)和精密平移台(11)，反射镜(2)、X方向振镜(3)、Y方向振镜(4)固定安装在扫描机构腔体(10)内，扫描机构腔体(10)安装在精密平移台(11)，精密平移台(11)用于调节扫描机构的位置；

所述聚焦透镜组包括凹透镜(5)、凸透镜(6)和镜筒(12)，镜筒(12)安装在扫描机构腔体(10)上，凹透镜(5)、凸透镜(6)安装在镜筒(12)上；

所述靶片机构包括靶片(8)、棱镜(9)和支架(13)，窗口玻璃(7)安装在托卡马克(14)的强场侧，支架(13)安装在托卡马克(14)的强场侧的内壁上，靶片(8)安装在支架(13)上，棱镜(9)安装在靶片(8)上；

所述靶片(8)有一半的面积镀膜，未镀膜的部分用于透射激光束(1)并保护棱镜(9)免受污染，镀膜部分提供注入等离子体的杂质源。

2.根据权利要求1所述的一种强场侧注入的激光吹气系统，其特征在于：所述激光束(1)经过反射镜(2)反射后依次投射到X方向振镜(3)和Y方向振镜(4)上。

3.根据权利要求2所述的一种强场侧注入的激光吹气系统，其特征在于：所述X方向振镜(3)和Y方向振镜(4)在控制器控制下可转动其反射面的角度，从而控制激光束(1)的焦斑在靶片上快速移动扫描。

4.根据权利要求3所述的一种强场侧注入的激光吹气系统，其特征在于：所述反射镜(2)固定安装，其反射率大于95％，损伤阈值大于激光束的脉冲能量。

5.根据权利要求4所述的一种强场侧注入的激光吹气系统，其特征在于：所述激光束(1)经Y方向振镜(4)反射后依次经过凹透镜(5)、凸透镜(6)。

6.根据权利要求5所述的一种强场侧注入的激光吹气系统，其特征在于：所述镜筒(12)调整凹透镜(5)和凸透镜(6)的间距，改变聚焦透镜组的焦距，进而改变靶片上激光光斑的大小，从而调节注入等离子体的杂质数量。

7.根据权利要求6所述的一种强场侧注入的激光吹气系统，其特征在于：所述棱镜(9)为直角棱镜。

8.根据权利要求7所述的一种强场侧注入的激光吹气系统，其特征在于：所述激光束(1)经过X方向振镜(3)和Y方向振镜(4)保证与棱镜(9)的角度为90°±0.5°，穿过窗口玻璃(7)和等离子体(15)后投射到靶片(8)未镀膜的部分，然后进入棱镜(9)并在棱镜(9)的两个直角平面上发生两次全反射，激光束(1)光路方向折返和光路平移，投射在靶片(8)镀膜的部分，靶片(8)上的膜吸收激光能量，温度升高并气化产生原子束，这些原子束从强场侧高速进入等离子体。