惯性约束聚变束靶耦合的监测及精度分析

为了提高惯性约束聚变实验中高功率激光驱动装置束靶耦合的精度,介绍了几种束靶耦合监测方法,包括靶室外直接监测,靶室内直接监测,靶室内基于共轭原理的传感器监测等。分析了各种方法的优缺点,并重点对基于光学共轭原理的传感器的耦合精度进行了研究,分析了图像测量误差,CCD保护玻璃引入的误差,调焦导轨运动时引入的误差及传感器标定装校时引入的误差。实验测试及精度分析表明,共轭式传感器引入的束靶耦合误差为±10μm。采用这种基于光学共轭原理的传感器,可以实现大型激光驱动装置的快速、高精度束靶耦合。     

惯性约束聚变靶丸高精度X射线数字成像

为了实现惯性约束聚变(ICF)靶丸几何尺寸的高精度、高效率检测,开展了靶丸X射线数字化成像系统的设计与研制。首先,分析了X射线直接投影成像和X射线透镜耦合显微成像的适用范围,根据ICF靶丸尺寸小、吸收衬度弱的特点,确定了基于X射线透镜耦合显微成像的技术路线。然后,分析了影响系统成像分辨率、图像衬度和测量效率的关键因素,确定了低几何放大成像,低电压、小焦点、高功率X射线源及高分辨CCD探测的总体技术方案,该方案能够有效抑制相衬效应和半影误差,解决了现有X射线数字成像设备测量靶丸时边缘扩展严重、尺寸测量误差大的问题。最后,对系统的性能进行了分析测试,实验结果表明,系统成像衬度良好,成像效率较高,分辨率优于0.5μm。靶丸几何尺寸的测量不确定度可达0.9μm(k=2),满足ICF靶丸几何尺寸高精度、高效率的检测需求。     

惯性约束聚变激光驱动装置用光学元器件的研究进展

介绍了为提高惯性约束聚变(ICF)激光驱动装置的光束质量和输出功率,我国在神光系列激光装置的建设、运行和性能提升方面开展的工作。综述了我国近年来ICF激光装置用光学元器件的重要研究进展。文中涉及了高纯金属铪和磷酸二氢钾(KDP)等原材料的制备和四大主材(钕玻璃、高纯度KDP、熔石英和KDP/高掺氘KDP(KDP/DKDP晶体)的熔炼、加工和生长。描述了元器件的冷加工(针对钕玻璃、白玻璃、KDP晶体)技术和镀膜技术(针对介质膜和化学膜)。最后,给出了针对大口径光学元件工序检及终检开展的多项关键检测技术。文中介绍的关键技术与工艺满足了绝大部分光学元器件的需求,显著提升了光学元器件的研发和生产能力。     

基于图像拼接的惯性约束聚变终端光学元件在线检测

针对惯性约束聚变(ICF)终端光学元件的高精度在线检测,提出了一种基于图像拼接的检测方法。该方法主要包含图像配准及图像融合两个部分。在图像配准部分,采用基于局部损伤点特征匹配的方法来解决在线检测图像中信息过少,以及子图像间存在曝光差异的问题,并将检测系统的运动信息应用到配准过程中,提高了检测精度及效率。在图像融合部分,采用泊松融合的方法来消除曝光不均匀所产生的\"拼接线\",实现了检测图像的“无缝拼接”。用本文算法与尺度不变特征变换(SIFT)算法对ICF终端光学元件在线检测(FinalOpticsOnlineInspection,FOOI)图像进行了实验对比,结果表明,本文提出的图像配准方法优于SIFT算法。通过4×4方式得到的拼接图像显示,本文方法可以大幅度提高ICF系统中FOOI装置的检测分辨率。     

用于惯性约束聚变靶丸测量的激光差动共焦传感器

针对目前原子力显微镜等方法只能测量激光惯性约束核聚变(ICF)靶丸外表面等难题,研制了高精度、非接触、小型化的激光差动共焦传感器(LDCS).该传感器基于差动共焦原理,利用激光差动共焦轴向响应曲线的零点对靶丸内外表面和球心分别进行定位,并结合物镜微位移驱动技术,实现靶丸内外表面和壳层厚度的高精度测量.该方法减少了靶丸表面的反射率、倾斜等因素对测量瞄准特性的影响,显著提高了系统的抗干扰能力.将传统的显微成像与差动共焦测量光路进行有机融合,实现了对被测样品的精确瞄准.初步实验与理论分析表明:当测量物镜的数值孔径NA为0.65时,LDCS的轴向分辨力优于5 nm,信噪比优于1 160,过零点的标准偏差为10 nm.该传感器为激光惯性约束核聚变靶丸测量提供了一种新的技术途径.     

激光原型装置X光针孔相机总体结构设计与分析

针孔相机是惯性约束核聚变(简称惯性约束聚变)中用于激光加热靶成像的重要光机器件。根据激光原型装置对针孔相机的要求,采用CCD(Charge Coupled Device)作为成像系统,对针孔相机进行结构设计,并根据针孔相机真空度的时间要求,对放气孔的开口面积进行分析计算,采用拓扑优化技术对开口的分布进行优化分析,设计的针孔相机复位精度达到29μm,超过了30μm的设计要求,实际应用表明设计的针孔相机满足惯性约束聚变要求。     

惯性约束聚变装置真空靶室组件结构稳定性优化设计

真空靶室组件的结构稳定性对惯性约束聚变(ICF)装置的束靶耦合精度有重要影响,本文对真空靶室组件的结构稳定性进行优化设计。首先研究真空靶室组件的动态特性,求解其固有频率和振型;其次,分析支墩不同结构参数对真空靶室组件前三阶固有频率的影响,并由此建立结构参数影响固有频率的数学模型;最后,进行真空靶室组件的结构稳定性设计优化,求解真空靶室组件的最优结构。结果表明,优化后真空靶室组件的一阶固有频率为14.44Hz,满足ICF装置的设计要求。     

新型压电惯性哗啦结构设计与数学模型的建立

研究了一种压电惯性敏感器件的结构特点和工作机理,建立了该敏感器件的动力学模型。     

惯性释放在升降平台结构设计中的应用

基于惯性释放理论,对某型舰载升降机升降平台的强度和刚度进行有限元计算.与传统计算方法相比,惯性释放法能有效避免边界条件对结构力传递路径的影响,更加精确地反映结构的真实应力情况.根据钢丝绳升降平台的结构和载荷特点,结合有限元理论,对升降平台的刚度、强度进行分析计算.计算结果表明,采用惯性释放法对升降平台进行计算可以消除约...     

激光等离子体三维重建迭代方法研究

利用CT技术,采用乘代数重建法(MART)和加代数重建法(ART),编制出三维图像重建程序CT3D,通过对“星光Ⅱ”装置的激光等离子体进行X光针孔成像的五个方位,对三维重建问题进行数值模拟,计算结果表明MART比ART的重建精度高,能满足诊断误差δI/I小于10%的要求。     

氙灯的瞬态放电特性研究

建立了求解氙灯LC供电网络电路模拟计算程序,与以往的模型相比,我们在MEH理论的基础上考虑了氙灯放电过程中等离子体直径随时间的变化关系,因而可以更准确地研究大口径氙灯的放电特性。根据国内外的实验和计算结果对模拟程序进行了校核。结果表明：在氙灯放电开始时,等离子体放电柱的膨胀可以不受灯壁的影响;在放电后期,放电柱的膨胀要受灯壁的影响,因此,等离子体的膨胀过程对电流波形有影响。但在大能量长脉冲放电情况下,大口径氙灯的等离子体也可以充满内径。     

ICF激光装置靶定位系统运动学耦合问题研究

靶定位系统是惯性约束聚变(Ignition confinement fusion,ICF)激光装置靶场系统的重要子系统之一,但在调靶过程中表现出运动学耦合现象。为了解决此问题,建立靶定位系统的运动学模型,给出靶定位系统产生运动学耦合现象的理论解释,提出一种实用的、与靶的类型无关的"增量式"位姿调整方法,给出该调整方法中必需的一个姿态矩阵的辨识方法。考虑实际靶定位系统中靶传感器的测量能力和六自由度并联机械手的定位能力这两个关键方面的约束条件,对姿态矩阵辨识方法和"增量式"位姿调整方法进行仿真验证。仿真结果表明,"增量式"位姿调整方法不仅有效地解决了靶定位系统的运动学耦合问题,而且能够在靶的期望位置增量不超过一定值(如2 mm)时保证很高的位置控制精度。     

激光聚变靶丸内表面轮廓测量系统的研制

针对激光聚变靶丸内表面轮廓高精度无损测量的迫切需求,研制了一套激光聚变靶丸内表面轮廓测量系统。该系统通过最小二乘算法(LSC)计算出靶丸回转偏心量,并利用偏心调整台对靶丸偏心进行自动快速调整;然后,系统软件控制气浮回转轴承驱动靶丸旋转,利用激光差动共焦传感器(LDCS)轴向响应曲线过零点及光线追迹算法精确计算出靶丸内表面轮廓上每个采样点的几何位置;最后,对靶丸内轮廓测量数据进行LSC评定得到其圆度信息。实验证明,靶丸回转偏心的自动调整时间可达22s,当采样点分别为1024,2048及4096时,靶丸内轮廓测量时间分别可达10,20及40s,且圆度测量标准差可达19nm(1024点)。该系统实现了靶丸回转偏心的自动快速调整及其内轮廓的高精度、无损、快速、自动测量。     

大连石化容器制造基地规划的设施布置设计

从规划设计角度介绍大连石化容器制造基地基地的规划设计方案。     

某生产车间物流设施布置分析与设计

通过对某生产车间的设施布置进行分析,找出了存在的问题,运用系统布置设计(SLP)方法对车间进行物流和非物流关系分析,并设计出最佳的布置方案,使车间达到了物流顺畅和搬运路线最短,空间和资源得到了有效地利用,提高了企业的生产效率。     

7t系列平头柴油载货汽车总体布置设计

论文以某型载重7吨平头柴油载货汽车设计为例,重点介绍其在参考市场上现有成功车型的基础上,栗用新的降油耗发动机并对其它总成进行全新的设计和布置．最后对该车的动力性和经济性进行计算机仿真,结果表明该丰的动力性和经济性优于现有车型。