留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

ICF终端光学元件损伤在线检测装置的研究

冯博 刘炳国 陈凤东 刘国栋 彭志涛 元浩宇 孙和义

冯博, 刘炳国, 陈凤东, 刘国栋, 彭志涛, 元浩宇, 孙和义. ICF终端光学元件损伤在线检测装置的研究[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2519-2524.
引用本文: 冯博, 刘炳国, 陈凤东, 刘国栋, 彭志涛, 元浩宇, 孙和义. ICF终端光学元件损伤在线检测装置的研究[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2519-2524.
Feng Bo, Liu Bingguo, Chen Fengdong, Liu Guodong, Peng Zhitao, Yuan Haoyu, Sun Heyi. Final optics damage online inspection system for ICF[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(9): 2519-2524.
Citation: Feng Bo, Liu Bingguo, Chen Fengdong, Liu Guodong, Peng Zhitao, Yuan Haoyu, Sun Heyi. Final optics damage online inspection system for ICF[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(9): 2519-2524.

ICF终端光学元件损伤在线检测装置的研究

基金项目: 

国家自然科学基金(61275096)

详细信息
    作者简介:

    冯博(1983-),男,博士生,主要从事精密视觉测量技术、传感器及信号处理方面的研究。Email:yy_llfeng@163.com;孙和义(1953-),男,教授,博士生导师,主要从事精密视觉测量技术、激光传感测量技术方面的研究。Email:lgd@hit.edu.cn

    冯博(1983-),男,博士生,主要从事精密视觉测量技术、传感器及信号处理方面的研究。Email:yy_llfeng@163.com;孙和义(1953-),男,教授,博士生导师,主要从事精密视觉测量技术、激光传感测量技术方面的研究。Email:lgd@hit.edu.cn

  • 中图分类号: TH247

Final optics damage online inspection system for ICF

  • 摘要: 终端光学元件是惯性约束聚变(ICF)系统最重要的组成部分之一。文中针对ICF系统中终端光学元件损伤的高精度、高效率检测问题,对光学元件损伤在线检测技术进行了研究,以神光-Ⅲ原型装置终端光学元件为检测对象设计了光学元件损伤在线检测系统。针对终端光学元件的排布特点及其检测要求,利用CODEV软件设计了高分辨率变焦距望远光学系统;根据终端光学元件在靶室中的分布位置,设计了相应的对准及定位系统,实现了对球体空间排布的大尺寸光学元件组的远距离、高精度、实时快速检测。模拟ICF靶场环境进行了离线仿真实验,实验表明:系统的MTF曲线在68 lp/mm大于0.4,80%能量分布在22像元内。在1.8~2.8 m的工作距离下,检测装置对300 mm300 mm视场范围内60 m以上的损伤点可以通过图像处理方法进行分辨,160 m以上的损伤点可以进行精确测量;姿态调整系统各运动环节运行精度均优于13 arc sec,满足检测要求。
  • [1] Duan Lihua, Zhang Wenghui, Hu Jianping. et al. Study of growth of laser initiated damage in fused silica at 3[J]. Laser Journal, 2005, 26(2): 23-25. (in Chinese) 段利华, 张问辉, 胡建平, 等. 3激光辐照下熔石英的损伤增长研究[J]. 激光杂志, 2005, 26(2): 23-25.
    [2]
    [3] Hu Jianping, Ma Ping, Xu Qiao. Laser damage threshold measurement of the optical elements[J]. Infrared and Laser Engineering, 2006, 35(2): 187-191. (in Chinese) 胡建平, 马平, 许乔. 光学元件的激光损伤阈值测量[J]. 红外与激光工程, 2006, 35(2): 187-191.
    [4]
    [5] Salmon J T, Brase J M, Bliss E S, et al. Laser damage inspection final report[R]. California: Lawrence Livermore National Laboratory, 2001.
    [6]
    [7] Wang Xue, Xie Zhijiang, Sun Hongyan, et al. Study on automatic flaw inspection system for large caliber precision optical surface[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2006, 27(10): 1262-1265. (in Chinese) 王雪, 谢志江, 孙红岩, 等. 大口径精密光学元件表面疵病检测系统研究[J]. 仪器仪表学报, 2006, 27(10): 1262-1265.
    [8]
    [9] Liu Xu, Yang Yongying, Liu Dong, et al. Error analysis of sub-aperture synthesis for detecting surface defects of optical components[J]. Journal of OptoelectronicsLaser, 2008, 19(8):1088-1093. (in Chinese) 刘旭, 杨甬英, 刘东, 等. 光学元件表面疵病检测扫描拼接的误差分析[J]. 光电子激光, 2008, 19(8): 1088-1093.
    [10]
    [11] Tian Ailing, Dang Juanjuan, Wang Chunhui, et al. Optical subsurface damage detection and its analysis[J]. Journal of Xi'an Technological University, 2011, 31(1): 24-28. (in Chinese) 田爱玲, 党娟娟, 王春慧, 等. 光学元件亚表层损伤检测和规律研究[J]. 西安工业大学学报, 2011, 31(1): 24-28.
    [12]
    [13]
    [14] Deng Yan, Xu Qiao, Chai Liqun, et al. Total internal reflection microscopy[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2009, 21(6): 835-840. (in Chinese) 邓燕, 许乔, 柴立群, 等. 光学元件亚表面缺陷的全内反射显微检测[J]. 强激光与粒子束, 2009, 21(6): 835-840.
    [15] Conder A, Alger T, Azevedo S, et al. Final optics damage inspection(FODI) for the National Ignition Facility[C]//Optics and Photonics for Information Process IV, 2010: 77970.
    [16]
    [17] Lin Dongdong, Cao Yiping, Li Dahai. On-line damage detecting system of multiple large-scale optical components at Brewster's angle[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2007, 19(7): 1093-1097. (in Chinese) 林冬冬, 曹益平, 李大海. 多个布儒斯特窗大型光学元件的损伤在线检测[J]. 强激光与粒子束, 2007, 19(7): 1093-1097.
    [18]
    [19] Ren Bingqiang, Huang Huijie, Zhang Weixin, et al. Online inspection apparatus and experiments on optics damage[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2004, 16(4): 465-468. (in Chinese) 任冰强, 黄惠杰, 张维新, 等. 光学元件损伤在线检测装置及实验研究[J]. 强激光与粒子束, 2004, 16(4): 465-468.
    [20]
    [21] Xu Longbo, Peng Zhitao, Sun Zhihong. et al. Damage online inspection technology of driver terminal optical elements[J]. Infrared and Laser Engineering, 2009, 38(4): 721-724. (in Chinese) 徐隆波, 彭志涛, 孙志红, 等. 驱动器终端光学组件损伤在线检测技术[J]. 红外与激光工程, 2009, 38(4): 721-724.
    [22]
    [23]
    [24] Peng Zhitao, Wei Xiaofeng, Yuan Haoyu. et al. Signal noise ratio of total internal reflection edge illumination for optics damage inspection[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(6): 1111-1114. (in Chinese) 彭志涛, 魏晓峰, 元浩宇, 等. 全内反射照明光学元件损伤检测信噪比分析[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(6): 1111-1114.
    [25] Yang Le, Sun Qiang, Wang Jian, et al. Design of long-wave infrared continuous zoom optical system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(4): 999-1004. (in Chinese) 杨乐, 孙强, 王健, 等. 长波红外连续变焦光学系统设计[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(4): 999-1004.
    [26]
    [27]
    [28] Liu Wei, Wang Yongtian, Chen Jing, et al. Tracking algorithm for zoom camera based on compensation matrix[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(1): 159-168. (in Chinese) 刘伟, 王涌天, 陈靖, 等. 利用补偿矩阵的可变焦摄像机跟踪算法[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(1): 159-168.
    [29] Li Lingyin, Wang Yifan. Error analysis for varifocal optical system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(5): 1329-1334. (in Chinese) 李零印, 王一凡. 变焦系统误差分析[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(5): 1329-1334.
  • [1] 曲锐, 杨建峰, 曹剑中, 刘博.  水下大视场连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200468-1-20200468-7. doi: 10.3788/IRLA20200468
    [2] 伍雁雄, 乔健, 王丽萍.  长焦距无热化星敏感器光学系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(9): 20200061-1-20200061-10. doi: 10.3788/IRLA20200061
    [3] 贾启旺, 李新阳, 罗曦.  自适应光学系统运行失稳检测方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200299-1-20200299-10. doi: 10.3788/IRLA20200299
    [4] 王道档, 相超, 朱其幸, 孔明, 许新科.  用于在线检测的紧凑型多测量模式干涉仪 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20190472-1-20190472-7. doi: 10.3788/IRLA20190472
    [5] 陈丽, 刘莉, 赵知诚, 李瀛搏, 傅丹鹰, 沈为民.  长焦距同轴四反射镜光学系统设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 118002-0118002(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0118002
    [6] 史亚莉, 陶显, 周信达, 张家斌, 丁磊, 张正涛.  光学元件激光损伤在线检测装置 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 417003-0417003(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0417003
    [7] 程洪涛, 吴勇翀, 吕杰, 张培茗, 郭世俊, 李恒宇.  超大视场变焦仿生眼光学系统设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 818004-0818004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0818004
    [8] 张志佳, 尹秀萍, 苑玮琦, 周自强, 钟玲.  碗形塞加工误差双目视觉在线检测方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217002-1217002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1217002
    [9] 李宸阳, 段发阶, 许飞, 蒋佳佳.  污水油分与悬浮物光学在线检测方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3431-3436.
    [10] 张继超, 李大伟.  长焦距光学系统中反射光路的设计与装调 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1496-1499.
    [11] 李宏壮, 赵勇志, 马鑫雪, 于树海, 殷丽梅.  大口径折反式三组元连续变焦距光学系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3037-3042.
    [12] 李宏壮, 赵勇志, 王国强, 刘欣悦.  大相对口径长焦距折射式光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2954-2958.
    [13] 范哲源, 高立民, 张志, 陈卫宁, 杨洪涛, 张建, 武力, 曹剑中.  中波红外三视场变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 523-527.
    [14] 白瑜, 邢廷文, 蒋亚东, 廖志远, 程习敏.  长焦距高分辨率红外两档变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2589-2594.
    [15] 姚震, 吴易明, 高立民, 吴璀罡, 梅超.  长焦距红外光学系统焦距检测方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1950-1954.
    [16] 陈津津, 金宁, 周立钢, 贾星蕊.  高清晰大变倍比中波红外连续变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2742-2747.
    [17] 周昊, 刘英, 孙强.  高变焦比中波红外连续变焦光学系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 663-668.
    [18] 赵坤, 李升辉.  双孔径红外变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2889-2893.
    [19] 俞建杰, 韩琦琦, 马晶, 谭立英.  衍射光学元件在卫星激光通信终端中的潜在应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 130-137.
    [20] 许利峰, 张新, 蔡伟, 曲贺盟.  高变倍比全动型变焦距光学系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1748-1753.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  273
  • HTML全文浏览量:  20
  • PDF下载量:  122
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-11
  • 修回日期:  2013-02-12
  • 刊出日期:  2013-09-25

ICF终端光学元件损伤在线检测装置的研究

    作者简介:

    冯博(1983-),男,博士生,主要从事精密视觉测量技术、传感器及信号处理方面的研究。Email:yy_llfeng@163.com;孙和义(1953-),男,教授,博士生导师,主要从事精密视觉测量技术、激光传感测量技术方面的研究。Email:lgd@hit.edu.cn

    冯博(1983-),男,博士生,主要从事精密视觉测量技术、传感器及信号处理方面的研究。Email:yy_llfeng@163.com;孙和义(1953-),男,教授,博士生导师,主要从事精密视觉测量技术、激光传感测量技术方面的研究。Email:lgd@hit.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61275096)

  • 中图分类号: TH247

摘要: 终端光学元件是惯性约束聚变(ICF)系统最重要的组成部分之一。文中针对ICF系统中终端光学元件损伤的高精度、高效率检测问题,对光学元件损伤在线检测技术进行了研究,以神光-Ⅲ原型装置终端光学元件为检测对象设计了光学元件损伤在线检测系统。针对终端光学元件的排布特点及其检测要求,利用CODEV软件设计了高分辨率变焦距望远光学系统;根据终端光学元件在靶室中的分布位置,设计了相应的对准及定位系统,实现了对球体空间排布的大尺寸光学元件组的远距离、高精度、实时快速检测。模拟ICF靶场环境进行了离线仿真实验,实验表明:系统的MTF曲线在68 lp/mm大于0.4,80%能量分布在22像元内。在1.8~2.8 m的工作距离下,检测装置对300 mm300 mm视场范围内60 m以上的损伤点可以通过图像处理方法进行分辨,160 m以上的损伤点可以进行精确测量;姿态调整系统各运动环节运行精度均优于13 arc sec,满足检测要求。

English Abstract

参考文献 (29)

目录

    /

    返回文章
    返回