简谈等离子体神光-Ⅲ汤姆逊散射诊断成像系统设计与普通

论文导读：
摘要：激光惯性约束聚变（ICF）探讨的长远目标，是实现可控核聚变，为人类提供理想的能源。目前的工作重点是围绕物理实验而进行的，为了摸清其每一个物理历程的规律，必须开展综合及分解实验探讨，而完成这些物理实验的前提是要有好的诊断设备以及诊断技术。汤姆逊散射是诊断托马克装置等离子体电子温度等参数的一种十分准确可靠的策略。现在这种技术在国际上已经被广泛用于惯性约束聚变探讨，并且进展了不同类型的散射系统，用于测量等离子体的电子温度和密度。随着国内ICF探讨的不断深入，急需研制用于等离子体参数测量的汤姆逊散射诊断系统。本论文根据“神光－Ⅲ主机装置”靶室诊断项目立题，研制了神光-Ⅲ汤姆逊散射诊断成像系统，并且针对汤姆逊散射诊断成像原理，光学系统设计，系统结构设计，仪器误差浅析等进行了相关的探讨工作，主要包括以下内容：第一，介绍了课题的背景，ICF探讨的背景和作用，国内外ICF的进展和用于ICF诊断技术的汤姆逊散射测量等离子体参数的相关技术的进展，特别是对汤姆逊散射光学系统的相关运用情况进行了详细的介绍等。第二，对汤姆逊散射基础论述进行了讨论，浅析了汤姆逊散射光谱产生的理由，并且根据相关论述浅析了汤姆逊散射光谱和等离子体各种参数之间的联系，进而针对汤姆逊散射诊断成像系统提出了整体的设计指标。第三，针对“神光-Ⅲ汤姆逊散射诊断成像系统”光学系统设计的要求，选择了双卡塞格林系统，前组为变形的卡塞格林折反射式系统，后组为倒置放置的第二个卡赛格林系统，前者的像面即为后者的物面，对光路进行了总体的详细计算，对各光学元件的相对位置给出了精确的数值，对前后两部分光学系统分别进行了像差评价，给出了评价结果，并且当前后两部分光学系统组成整体后，对整个光学系统进行了像差评价，给出了评价结果，对系统的透过率和公差进行了浅析，实现公差的合理分配。主要解决了有限口径内长距离的像传递不足，超长焦距透镜的加工，检测困难的不足，并且选择适当的中间像面的放大倍率，降低了次反射镜的遮光比，通过在一次像面附近增设透射光学元件，实现了两组光学系统的有效耦合等。第四，针对“神光-Ⅲ汤姆逊散射诊断成像系统”光学系统进行了相应的结构设计，设计了前组卡塞格林系统结构和后组卡塞格林系统结构，并且针对前后组设计了中间连接箱体结构，在连接箱体中设计了可以移动的十字分划板，方便了前后组的瞄准，另外，系统工作在真空中，采取带迷宫罩的排气孔，便于内部气体排出，并且可以消除杂散光。第五，浅析了影响系统精度的几个因素，对相关的误差进行了浅析，然后介绍了系统的实验装置，获得了相关的实验结果，并对实验结果进行了浅析。关键词：汤姆逊散射诊断论文等离子体论文成像系统论文光学系统论文结构设计论文
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Abstract4-9
第一章 绪论9-16

1.1 课题探讨背景和作用9-11

1.2 国内外探讨近况11-14

1.2.1 国外探讨近况11-12

1.2.2 国内探讨近况12-14

1.3 本论文主要探讨内容14-16

第二章 汤姆逊散射诊断成像的基础论述及系统整体设计指标16-22

2.1 汤姆逊散射诊断原理16-20

2.2 汤姆逊散射诊断成像系统整体设计指标20-21

2.3 本章小结21-22

第三章 汤姆逊散射光学系统设计22-45

3.1 光学系统设计的具体历程22-23

3.2 光学系统选型23-26

3.

2.1 透射式光学系统浅析23

3.

2.2 反射式光学系统浅析23-24

3.

2.3 折反射式光学系统浅析24-25

3.

2.4 汤姆逊散射光学系统选型25-26

3.3 光学系统参数确定26-29

3.1 前组光学系统参数确定26-28

3.2 整个光学系统参数确定28-29

3.4 光学系统优化结果浅析29-33

3.4.1 光学系统的像差29-30

3.4.2 光学系统质量常用评价指标30

3.4.3 光学传递函数30-31

3.4.4 点列图31-32

3.4.5 前组光学系统优化结果浅析32-33

3.4.6 整个光学系统优化结果浅析33

3.5 光学系统的公差浅析33-41

3.5.1 光学系统公差的基本概念33-34

3.5论文导读：

.2 光学系统公差的确定及 zemax 公差设计策略34-38

3.5.3 前组光学系统公差浅析38-39

3.5.4 整个光学系统公差浅析39-41

3.6 前后组中间像面放大倍率的确定41-42

3.7 前组光学系统与后组光学系统的耦合42-43

3.8 系统遮光比计算及安装瞄准策略43

3.8.1 系统遮光比计算43

3.8.2 系统安装瞄准十字丝的设计43

3.9 整个系统材料选择及透过率浅析43-44

3.10 本章小结44-45

第四章 汤姆逊散射成像系统结构设计45-53

4.1 前后组卡赛格林系统结构设计46-47

4.2 中间连接箱体结构设计47-49

4.3 反射镜箱体结构设计49-50

4.4 系统外遮光罩设计50

4.5 系统安装调试50-52

4.5.1 系统在 DIM 上的安装50-51

4.5.2 系统瞄准操作51-52

4.6 本章小结52-53

第五章 汤姆逊散射诊断成像系统精度及实验误差浅析53-57

5.1 仪器精度浅析53-54

5.

1.1 仪器精度浅析的基本概念及策略53-54

5.

1.2 汤姆逊散射诊断成像系统精度浅析54

5.2 实验结果与浅析54-56

5.3 本章小结56-57

第六章 总结及展望57-59

6.1 工作总结57-58

6.2 展望58-59

参考文献59-63
攻读硕士学位期间发表的论文63-64
致谢64