[发明专利]基于光学相干层析技术实时检测聚变堆第一壁损伤的方法

摘要

一种基于光学相干层析技术实时检测聚变堆第一壁损伤的方法。所述的检测系统由宽带光源、光纤耦合器、自聚焦透镜、探测器、放大器、数据采集及被检测的第一壁等组成。宽带激光经2×2光纤耦合器分为两束，一束光照射到参考镜，经反射，作为参考光。另一束光照射到聚变堆第一壁，经第一壁反射，作为信号光。这两束光在光纤耦合器中产生干涉信号，探测器接收干涉信号，经放大，计算机处理，就能重建出第一壁损伤的实时三维深度图像。将得到的图像与标准图像相比较，直观方便得到第一壁损伤的情况。本发明基于光学相干层析技术，分辨率高，图像清晰，为聚变堆第一壁表面及内部损伤提供了一种可行的检测方法。

主权项

一种基于光学相干层析技术实时检测聚变堆第一壁损伤的方法，其特征包含以下步骤：S1:选择近红外波段宽带低相干光源；S2:选择光纤耦合器，要求选择与光源相匹配的光纤耦合器；S3:光源发出的宽带低相干光经过光纤耦合器后分成两束，其中一束经过参考臂的扫描系统反射形成参考光，另一束经过物镜聚焦到托克马克第一壁，其背向散射光作为信号光；S4:信号光与参考光在光纤耦合器处重新汇合；S5:参考臂用来产生光程差及差频信号，出射光经过准直后垂直射入平面镜后返回，参考臂步进电机的来回扫描产生光程变换，用以匹配样品臂的光程。当参考臂和样品臂的光程差小于相干长度时，便会产生干涉信号；S6:测量从第一壁反射回来的光延迟，纵向移动参考镜，使参考光与信号光产生干涉，记录参考镜的空间位置，便可得到第一壁及其内部相对应的空间位置信息；S7:耦合器的输出是参考光与背向散射光的相干迭加，由光电探测器探测，将光信号转换成电信号，再经过前置放大、带通滤波等过程来增强信号，削弱噪声，然后由AD采样将模拟信号转换成数字信号存储在计算机中，最后由实现信号处理与图像显示；S8:得到第一壁深度方向的一维测量数据，再进行扫描，就能够测量样品的二维数据，对信号进行处理，便获取样品的三维层析图像；S9:将获取的三维层析图像与第一壁标准样品的样本图像进行匹配，据此判断第一壁损伤状况，实现第一壁损伤的实时在线检测。