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基于荧光成像的准分子激光系统多路光束自动准直

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光学精密工程 2015年第4期23卷 949-955页

作者：王大辉钱航赵学庆马连英张永生邵碧波冯刚易爱平赵军西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

研究了基于准直光束成像的准分子激光主振荡功率放大(MOPA)系统的多路光束自动准直,实现了激光在放大器中的多程放大及高的靶面指向精度。采用352nm He-Cd激光作为准直光源,提出了多光束感光屏同步接收与可见光CCD荧光成像相结合的复合... 详细信息

研究了基于准直光束成像的准分子激光主振荡功率放大(MOPA)系统的多路光束自动准直,实现了激光在放大器中的多程放大及高的靶面指向精度。采用352nm He-Cd激光作为准直光源,提出了多光束感光屏同步接收与可见光CCD荧光成像相结合的复合图像采集技术,解决了自动准直系统多路激光的近场、远场图像获取问题。利用图像区域分割处理方法编制了准直信息处理软件,实现了对多光束的自动准直闭环反馈控制。最后,结合准分子激光MOPA系统中的预放大器光学设计进行了自动准直验证实验。结果表明:准直成像光强可调谐倍数为300,成像系统在放大器窗口处固有误差占放大器口径比例小于设计值1.08%,3路激光的自动准直时间为40s,完全满足放大器的几何填充和能量提取要求。

关键词：准分子激光主振荡功率放大器光束准直自动准直荧光成像区域分割可调谐放大

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高功率激光装置快速自动准直系统

光子学报 2017年第10期46卷 8-14页

作者：李红朱健强林强杨朋千张艳丽刘代中朱宝强中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室上海201800

为提高自动准直效率,结合以太网,设计出一套新型光路自动准直控制和检测方案.该方案采用基于耦合矩阵的前馈补偿及图像Jacobian矩阵的近远场串并行准直方式,并引入局部自适应阈值和二值化算法,同时将模糊控制算法运用到步进电机的调整... 详细信息

为提高自动准直效率,结合以太网,设计出一套新型光路自动准直控制和检测方案.该方案采用基于耦合矩阵的前馈补偿及图像Jacobian矩阵的近远场串并行准直方式,并引入局部自适应阈值和二值化算法,同时将模糊控制算法运用到步进电机的调整过程中,提高光束近远场图像的处理精度,降低系统的准直时间.实验结果表明,该准直系统远场的平均调整误差为空间滤波器小孔直径0.44%,能够满足准直系统远场调整精度(小于小孔直径5%)的要求,准直时间由原有的30mins缩短至12mins左右.

关键词：自动准直图像处理耦合矩阵反馈控制自适应阈值模糊控制二值化高功率激光驱动器

电子束泵浦准分子激光放大器的双程光路自动准直

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光学精密工程 2012年第7期20卷 1434-1439页

作者：王大辉赵学庆张永生孙昱薇赵军西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室陕西西安710024

提出了一种电子束泵浦准分子激光放大器的双程光路准直方法,以保证光束在放大器中按照预定方向传输,并使多路光束稳定精确地照射靶面。首先,鉴于准分子放大器中无天然准直基准提出了利用双叉丝像传递光路进行准直的方法,即把输入光束叉... 详细信息

提出了一种电子束泵浦准分子激光放大器的双程光路准直方法,以保证光束在放大器中按照预定方向传输,并使多路光束稳定精确地照射靶面。首先,鉴于准分子放大器中无天然准直基准提出了利用双叉丝像传递光路进行准直的方法,即把输入光束叉丝基准作为"近场点",把输出光束叉丝基准作为"远场点",并设计了放大器准直光路,编写了相应的软件。然后,在现有实验室条件下开展了电子束泵浦准分子激光放大器双程光路的自动准直实验。最后,分析了影响该方法的相关因素及准直精度。实验及分析表明,设计的准直系统在较短时间内实现了预定传输光路的自动准直,系统自身精度为0.63μrad,光束最大复位误差为13.75μm,满足了电子束泵浦准分子激光放大器双程光路自动准直的要求。

关键词：激光技术自动准直电子束泵浦准分子激光激光放大器叉丝

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激光光束实时监测与自动准直系统设计

光学学报 2008年第8期28卷 1590-1595页

作者：尉鹏飞刘军李晓芳陈晓伟刘鹏李儒新徐至展中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室

设计了一个激光光斑实时监测与光路自动准直装置,能够实时监测激光光斑并自动准直激光输出方向。基于透镜成像原理,使用CCD探测器获得光斑的二维成像,并根据两点确定一条直线原理和使用压电陶瓷电动调整架实现光路自动准直;监测控制程... 详细信息

设计了一个激光光斑实时监测与光路自动准直装置,能够实时监测激光光斑并自动准直激光输出方向。基于透镜成像原理,使用CCD探测器获得光斑的二维成像,并根据两点确定一条直线原理和使用压电陶瓷电动调整架实现光路自动准直;监测控制程序采用虚拟仪器开发软件Lab View编写,可以实时监测激光光斑模式与光斑位置抖动情况,并进行反馈控制。经测试,设计装置的调整精度达0.5μrad,反馈控制频率约1 Hz,完全可降低或消除抖动周期在1 s以上的光斑飘移。

关键词：光学设计实时监测自动准直程控

高功率固体激光器光路自动准直算法与流程优化

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中国激光 2010年第1期37卷 78-81页

作者：周维胡东霞赵军普代万俊张崑蒋学军中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

光路自动准直系统用于高功率固体激光装置光路自动调整,确保从预放注入的光束准确地通过主放大级光路到达靶点,准直算法和流程控制是光路自动准直的两项关键技术。针对神光-Ⅲ原型装置光路自动准直系统的腔镜准直算法,基于图像处理技术... 详细信息

光路自动准直系统用于高功率固体激光装置光路自动调整,确保从预放注入的光束准确地通过主放大级光路到达靶点,准直算法和流程控制是光路自动准直的两项关键技术。针对神光-Ⅲ原型装置光路自动准直系统的腔镜准直算法,基于图像处理技术,提出了基于空间滤波小孔图像信号区域面积最大,长短轴控制以及x,y轴长度控制3种算法。在原型装置上开展的实验表明,x,y轴长度控制算法最有利于准直闭环控制的实现,其准直精度优于90μm。在自适应波前校正系统完成波前预校正后,针对灰度分布变化的远场图像,再使用光路自动准直系统,对光束远场重新准直定位。结果表明,优化后的准直流程可以消除波前预校正对光束远场定位的影响。

关键词：激光技术自动准直准直算法优化

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激光雷达光束自动准直系统设计与实现

中国激光 2009年第9期36卷 2341-2345页

作者：刘小勤吴毅胡顺星汪建业翁宁泉中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心安徽合肥230031

根据激光雷达原理并结合实际实验经验,设计了一套在计算机程序控制下的激光雷达光束自动准直系统。通过控制激光发射导向镜的位置,使激光在东西和南北方向扫描,对接收到的回波信号分析处理,得到最后方位使收发系统平行。操作过程每次只... 详细信息

根据激光雷达原理并结合实际实验经验,设计了一套在计算机程序控制下的激光雷达光束自动准直系统。通过控制激光发射导向镜的位置,使激光在东西和南北方向扫描,对接收到的回波信号分析处理,得到最后方位使收发系统平行。操作过程每次只需10～20 min,精度可达到0.1 mrad。系统应用到大气温度监测中,将测量计算结果与模式CIRA86数据进行对比分析表明,反演高度30～45 km处误差1～3 K,45～65 km处误差2～5 K。

关键词：激光雷达自动准直接收视场发散角

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天光一号预放大器自动准直技术研究

原子能科学技术 2019年第6期53卷 1112-1116页

作者：李静王钊胡凤明高智星田宝贤中国原子能科学研究院核物理研究所

天光一号高功率KrF准分子激光装置采用光学角多路实现了六束激光的主振荡功率放大,其光路复杂,人工调节繁琐,指向精度难以保证,且激光波长为248nm,属于深紫外波段,无法采用常用的光束自动准直方法。为了保障六束激光聚焦叠加并稳定精准... 详细信息

天光一号高功率KrF准分子激光装置采用光学角多路实现了六束激光的主振荡功率放大,其光路复杂,人工调节繁琐,指向精度难以保证,且激光波长为248nm,属于深紫外波段,无法采用常用的光束自动准直方法。为了保障六束激光聚焦叠加并稳定精准地照射到靶面上,需开展适合天光一号装置激光参数及光路特性的自动准直技术研究。本文以预放大器三束输入、输出光路为研究对象,探索适合天光一号装置的自动准直方法,建立了预放大器光路自动准直系统,实现了快速、高精度光束的调节,验证了自动准直方案的可行性,为天光一号KrF准分子激光装置实现全光路自动准直奠定了技术基础。

关键词： KrF准分子激光自动准直预放大器

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高功率激光驱动器光束自动准直目标定位算法

强激光与粒子束 2013年第9期25卷 2203-2207页

作者：李红王东方林强姜卓偲高妍琦刘代中朱宝强中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130021 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所上海201800

为满足高功率激光驱动器光束自动准直的高精度和实时性要求,提出了一种快速高精度的自动准直目标定位算法。首先利用变结构元广义数学形态学边缘检测算法在充分提取图像边缘细节信息的同时抑制图像噪声的影响,然后采用拉格朗日多项式插... 详细信息

为满足高功率激光驱动器光束自动准直的高精度和实时性要求,提出了一种快速高精度的自动准直目标定位算法。首先利用变结构元广义数学形态学边缘检测算法在充分提取图像边缘细节信息的同时抑制图像噪声的影响,然后采用拉格朗日多项式插值算法对圆目标轮廓进行快速亚像素定位,最后利用最小二乘拟合以及几何形心拟合的方法实现图像中光斑目标中心的精确定位。该算法在神光Ⅱ升级装置的光路自动准直中得以验证,实验结果表明八路预放光路准直时间小于3min,主放光路准直时间小于7min,主放输出光束近场准直准确度优于0.2%,远场指向准确度优于0.2″(RMS)。

关键词：自动准直图像处理变结构元广义数学形态学算法拉格朗日多项式插值

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物理诊断设备精确自动准直方法

红外与激光工程 2015年第3期44卷 901-905页

作者：王维何俊华张敏韦明志闫亚东杨正华杨品中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安7100071 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

为了获取准确的激光打靶实验数据,需要使用诊断搭载平台搭载物理诊断设备对打靶目标进行高精度准直。针对传统方法存在耗时、误差(RMS)较大的问题,根据搭载平台与物理诊断设备的特点,提出了一种基于视觉伺服的精确自动准直方法。首先,... 详细信息

为了获取准确的激光打靶实验数据,需要使用诊断搭载平台搭载物理诊断设备对打靶目标进行高精度准直。针对传统方法存在耗时、误差(RMS)较大的问题,根据搭载平台与物理诊断设备的特点,提出了一种基于视觉伺服的精确自动准直方法。首先,构建三维准直向量估算立体视觉系统中靶的偏差,在弱透视条件下,估算值接近于真值;然后,建立三自由度姿态调节模型,提高姿态调节精度。最后,运用准直向量与调节模型设计视觉伺服控制器,仅需一次离线标定即可进行快速准直。通过以上改进,实现了物理诊断设备的精确自动准直。实验结果表明,诊断设备的准直精度(RMS)分别为:x指向为11μm,y指向为12μm。搭载分幅相机进行激光打靶考核验证,得到了物理实验过程的X光焦斑图像,表明准直方法满足工程使用要求。

关键词：自动准直准直向量调节模型搭载平台视觉伺服