神光-Ⅲ主机近背向散射诊断光学系统设计

通过分析激光聚变中近背向散射光的收集方式,提出了采用金属环形椭球镜有效收集神光-Ⅲ主机装置的近背向散射光并测量其能量份额的方法。给出了椭球镜参数的设计方法。大口径椭球镜采用4块拼接形式,便于进入入口为φ1.0m的靶室;镜体采用超硬铝材、三角形减重槽设计,实现了高稳定性、轻量化。介绍了光学系统总体结构,并对其集光效果进行了模拟评价。分析了镜体设计中的关键问题,并提出采用点激光器阵列进行中间过程面形监测的方法,避免了工序反复。分析了系统杂散光来源,采取了物理隔离、光学吸收和滤光片过滤等措施降低杂散光干扰。研制的环形椭球镜外径为1 200mm,内径为400mm,最大离轴量为1 411mm,最大厚度为67mm,重量约为48kg;对5mm的物方视场,像点光斑大小约为φ1.2mm。实验显示该近背向散射诊断系统可满足神光-Ⅲ主机背向散射诊断的需求。

基于神光Ⅲ原型装置的近背向散射诊断系统设计

近背向散射诊断系统的建立对于精密测量受激Brillouin散射和受激Raman散射光能量份额具有重要意义。基于神光Ⅲ原型装置,设计了以凹面镜收光盘为核心元件的近背向散射诊断系统,给出了其光学设计与机械设计,为建立近背向散射诊断系统提供了参考。