[发明专利]一种在线清洗和检测聚变装置第一镜的方法与装置

摘要

本发明属于一种核聚变等离子体诊断系统，具体涉及一种基于激光和光学技术的真空室中光学元件的在线清洗方法和装置。它包括脉冲激光器、两维振镜系统、CCD相机和辅助光源及光路传输系统，其中，两维振镜系统、光束变换系统、双色分束器、聚变装置诊断窗口、第一镜、聚变装置真空室沿着一条直线设置，聚变装置真空室上开有聚变装置诊断窗口，两维振镜系统的一侧设置有脉冲激光器，双色分束器的一侧设有辅助光源，辅助光源的外侧设有CCD相机。其优点是，通过选择合适的激光参数，利用激光与第一镜表面污染物相互作用，产生热膨胀，在短的时间内爆炸并气化蒸发，脱离镜面达到清洁作用。

主权项

一种在线清洗和检测聚变装置第一镜的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、利用激光发射器得到一束高能量光束；步骤二、利用光束变换光路和计算机控制的振镜将步骤一的光束照射在置于远处真空室中的待清洗的第一镜表面并能够在x‑y方向进行光点的扫描；步骤三、调节步骤一光束的能量，使其大小满足第一镜表面杂质吸热蒸发，同时第一镜基底不被熔化，即达到清洗目的；通过步骤二逐步将激光光束在第一镜表面扫描，实现对面积大于激光光斑的第一镜表面整体的远程在线清洗；步骤四、利用步骤二的变换光路将一束可见光引入真空室并照亮第一镜表面,用一个CCD相机拍摄第一镜表面图像光强I,根据公式R＝I1/I0即可得到清洗后的第一镜反射率，其中I0为没有污染的第一镜的光强，I1为污染后的第一镜激光清洗后的光强；所述步骤一中的光束为一种波长为1.06微米和0.53微米，脉冲宽度为10纳秒，能量为1焦耳的短脉冲激光光束；光束变换光路能够通过组合聚焦透镜调节照射在第一镜表面的光斑大小，使激光能量密度达到0.5J/cm2‑1J/cm2；光束变换光路能够通过一片双色分束片将可见光反射进真空室中的第一镜表面，同时将第一镜表面的图像传输到CCD相机。