ICF终端光学元件损伤在线检测装置的研究

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“神光一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68lp／mm大于0．4，踟％能量分布在2×2像元内。在1．8～2．8m的工作距离下，检测装置对300mm×300mm视场范围内60μm以上的损伤点可以通过图像处理方法进行分辨，160μm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13arc sec，满足检测要求。

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(Final Optics Online Inspection,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。