激光慣性約束核聚變（Inertial Confinement Fusion，簡稱ICF）是當今國際可控熱核聚變的主要研究方向之一。ICF裝置是一個大型、復雜的精密光學機械系統(tǒng)，單憑各單元的調(diào)整是無法保證其光束指向性（打靶精度）的，必須在結(jié)構(gòu)設計和工程實施上進行全面考慮。精密拼接光柵作為ICF裝置獲得高能激光脈沖的核心部件，其穩(wěn)定性嚴重影響著光束指向性，因此，研究精密拼接光柵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對保障光束指向性和提高整個裝置性能有著不可估量的作用。論文從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性基本原理和衍射光柵特性出發(fā)，結(jié)合ICF裝置壓縮池的具體結(jié)構(gòu)形式，尋找到了影響精密拼接光柵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要結(jié)構(gòu)特性參數(shù)，給出了提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的具體措施。在此基礎(chǔ)之上進行了精密拼接光柵裝置的原理樣機設計，采用了高穩(wěn)定性的四面體桁架系統(tǒng)作為整個拼接裝置的支撐，通過基于微分法原理的機構(gòu)精度設計，對裝置的裝配精度進行了優(yōu)化設計，排除了由結(jié)構(gòu)形式產(chǎn)生的誤差放大因素，提高了裝置的精度；應用有限元分析方法對裝置進行模態(tài)分析，結(jié)果表明裝置的一階固有頻率不滿足穩(wěn)定性要求，支撐板、豎連桿和斜連桿為穩(wěn)定性薄弱構(gòu)件，從裝置的前十階振型云圖可知，穩(wěn)定性薄弱構(gòu)件表現(xiàn)為... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

CPA的結(jié)構(gòu)原理圖

圖 1.3 日本 FIREX-1 裝置穩(wěn)定性檢測結(jié)果Fig.1.3 Stability results of Japan FIREX-11.2.2 國內(nèi)的發(fā)展與現(xiàn)狀國內(nèi)對精密拼接光柵的研究始于 2000 年，趙博等[25]于該年發(fā)表了《衍射光位相拼接的計算分析》一文，是國內(nèi)較早的拼接光柵方面的研究成果，他通過論推導得出了不同拼接誤差對應的衍射波陣面間的相位差的表達式，建立了一相位誤差模型，為通過采用拼接方法來獲取大面積光柵提供了理論依據(jù)。左言磊魏曉峰[26]等于 2005 年從惠更斯-菲涅爾原理出發(fā)，建立了該相干疊加場的遠場數(shù)學模型，結(jié)果表明，光柵拼接應將束間相差控制在遠小于π的水平上。馬雪梅[2等于 2006 年利用夫瑯禾費衍射的方法分析了拼接誤差對衍射光束空間特性的響，得出角度偏差對光束遠場分布的影響可以忽略，而位移偏差（光柵間拼縫前后位移偏差）是影響光束遠場分布的關(guān)鍵因素。2007 年，左言磊、張曉亮[28][2等研究了拼接光柵的誤差補償原理，并且左言磊等進行了基于配對誤差補償方的拼接光柵壓縮池理論設計研究。王逍等[30]從理論上提出了一種離線的實時監(jiān)

在實驗平臺上驗證了該方案的正確性，為精密拼接光柵拼接誤方法。2009 年，邵忠喜[31]等研制了一種宏/微結(jié)合雙驅(qū)動的少自的光柵拼接裝置，并給出了對應的誤差修正方法和控制算法。]]設計了一種大口徑高精度 2×2 陣列光柵拼接結(jié)構(gòu)，采用了模塊計，保證拼接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實驗表明，該裝置可以快速實時大于 1 小時。2011 年，張軍偉[33]等提出了采用高阻尼材料對拼連接狀態(tài)改進，可以減小拼接架的動態(tài)響應、提高穩(wěn)定時間，以保持穩(wěn)定 20min，在此時間內(nèi)相位均方根值為 0.03574×2π

【參考文獻】：
期刊論文
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[6]神光Ⅱ升級裝置中靶場桁架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[J]. 黃宏彪,曾臺英,張濤,劉志剛,朱健強.  強激光與粒子束. 2009(01)
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[10]拼接光柵對壓縮系統(tǒng)中的誤差補償[J]. 張曉亮,李釗,李銘,張彬.  強激光與粒子束. 2007(03)

博士論文
[1]大型固體激光裝置光學元件結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析研究[D]. 師智全.中國工程物理研究院北京研究生部 2003

碩士論文
[1]精密拼接光柵結(jié)構(gòu)設計與分析[D]. 申超.重慶大學 2011



本文編號：3342495