KDP/DKDP倍频晶体主截面定位方法

KDP/DKDP倍频晶体是惯性约束聚变系统中的关键元件,其主截面方向与晶体相位匹配角、晶体吸收系数紧密相关。为了实现KDP/DKDP倍频晶体主截面方向的高精度定位,本文提出一种光强测量间接定位方法。通过激光器结合稳功率仪及半波片输出稳定线偏振光,同时旋转相互正交的起偏器与检偏器可获得晶体的最佳消光位置即为主截面方向。推导了该测量系统光强的琼斯矩阵模型,给出了光强与起偏器、检偏器角度间的关系表达式。采用最小二乘方法拟合经过起偏器、倍频晶体及检偏器的光强变化曲线,从而可精确定位倍频晶体主截面的方向。通过计算机仿真模拟和实验验证了该方法的正确性和可行性。实验表明,该方法定位的重复测量精度优于0.02°,满足惯性约束聚变系统中KDP/DKDP倍频晶体主截面的定位控制精度要求。     

KDP\DKDP倍频晶体吸收系数的斜入射测量

考虑惯性约束聚变系统中的磷酸二氢钾/磷酸二氘钾(KDP\DKDP)的吸收系数直接影响系统的转换效率及最终输出能量,本文研究了KDP\DKDP倍频晶体吸收系数的测量方法。提出了新的基于朗伯定律的倍频晶体吸收系数斜入射测量法。建立了斜入射状态下入射光偏振态与晶体o光和e光的关系模型,推导了小角度入射下晶体e光折射率的迭代计算方法。采用该方法计算了晶体的e光折射率,通过测量得到的数据间接计算出了KDP\DKDP倍频晶体吸收系数。详细分析了该方法在测量过程中的各项误差来源,得出该方法测量误差优于0.000 2cm~(-1)。最后,对一块40mm×40mm×60mm的开关晶体元件进行测试并与分光光度法比对以验证提出方法的可行性,结果显示两种测量方法的偏差小于0.000 2cm~(-1),表明该方法可用于惯性约束聚变系统中倍频晶体吸收系数的测量。     

用于深空探测快速反射镜的电磁驱动

为了实现深空探测系统对成像光束的高速和高精度控制,以?50 mm×4 mm的单晶硅反射镜作为负载,采用理论和仿真分析相结合的方法,对音圈电机驱动的快速反射镜进行了理论分析和实验验证。给出了该快速反射镜的一般构成、工作原理及数学模型,采用有限元法分析计算了音圈电机线圈、永磁体和气隙尺寸对驱动力矩的影响,最后设计、制作了快速反射镜样机,并进行了测试。结果表明,快速反射镜的转角范围大于±1°,带宽(3 dB)大于500 Hz。该研究结果有助于推广光学快速反射镜在深空探测、激光通信、光电对抗等领域的应用。     

磁阻式快速反射镜电磁驱动特性研究

为了实现结构紧凑高效的快速反射镜，对磁阻式电磁驱动进行研究。先对磁阻式电磁驱动的工作原理、结构组成、理论模型进行详细分析，然后采用有限元方法分析计算了永磁体、线圈、气隙等尺寸参数对驱动力矩的影响，最后设计、制作了磁阻式快速反射镜样机并进行测试，结果表明：快速反射镜外形尺寸为Φ32 mm×38 mm,行程大于±1°,X、Y轴的阶跃响应上升时间分别为15.9 ms和13.5 ms,带宽大于400 Hz。研究结果有助于掌握磁阻式电磁驱动的特性，由此设计的快速反射镜具有低功耗和结构紧凑的特点，适合在空间激光通信等领域应用。