《透明靶丸內輪廓形貌及殼層厚度分布測量技術研究》是依託北京理工大學，由趙維謙擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：透明靶丸內輪廓形貌及殼層厚度分布測量技術研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：趙維謙
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對雷射核聚變中,迫切需要測量聚變靶丸某些幾何輪廓參數這一背景需求，提出研究可同時測量透明靶丸內、外輪廓形貌及殼層厚度的雷射差動共焦透明靶丸幾何量測量方法與技術，旨在為靶丸內表面輪廓和殼層厚度分布高精度測量難題的解決探索行之有效的技術途徑。研究包括：1、實現透明靶丸內、外表面高精度層析定焦的共焦原理與方法；2、具有高縱向定位精度與高空間分辨力的超分辨差動共焦測量原理與技術；3、透明靶丸內、外表面輪廓精確觸發瞄準原理與技術；4、靶丸高精度迴轉、正交轉位方法及微輪廓信息獲取的方法與技術；5、靶丸折射率、面型、曲率半徑等對內部層析定焦精度的影響分析及抑制；6、實驗驗證系統構建等。主要指標：軸向和橫向分辨力分別優於2nm和200nm，可測靶丸殼厚為0.5～30μm，測量精度為0.15μm等。項目完成後可為透明空心靶丸內外表面形貌和殼層厚度均勻性測試提供新方法，具有重要的學術價值和廣泛的套用前景。
結題摘要
雷射核聚變靶丸是雷射核聚變實驗的核心器件，其表面形貌的精確測量、分析和控制對靶丸本身物理特性的研究、靶丸的製備以及核聚變內爆試驗具有重要的意義。針對靶丸內外表面形貌以及殼厚均勻性等幾何參數的迫切測量需求，課題組在國家自然基金委和中國工程物理研究院聯合自然基金“透明靶丸內輪廓形貌及殼層厚度分布測量技術研究(編號：11076004)”的資助下，開展了深入研究，取得如下研究成果： 1、提出了超分辨差動共焦靶丸內外輪廓形貌及殼層厚度分布測量方法，該方法將共焦層析定焦原理套用於靶丸參數測量，實現了對透明靶丸內、外表面的高精度層析定焦；結合超分辨光瞳濾波技術和徑向偏振緊聚焦技術，改善了系統的空間分辨能力； 2、建立了基於球面散射理論的差動共焦靶丸測量理論模型，對靶丸折射率、面型、曲率半徑等對內部層析定焦精度的影響進行了分析並採取了抑制措施；根據建立的靶丸探測理論模型對超分辨光瞳濾波器的參數進行了最佳化，兼顧了系統的軸向分辨力與像差抑制； 3、提出了基於氣浮迴轉技術的靶丸輪廓掃描測量技術，實現了對靶丸內輪廓的精密迴轉測試； 4、基於上述方法與技術，構建了靶丸測試實驗裝置，其技術指標可達：軸向和橫向分辨力分別優於2nm和130nm，可測靶丸殼厚大於40μm，測量精度為0.128μm等。 上述研究為透明靶丸內輪廓形貌及殼層厚度分布的測量提供了理論與技術基礎。圍繞靶丸參數測量技術，共發表學術論文11篇，其中6篇發表在SCI檢索國際期刊上，並有2篇發表在國際光學領域權威期刊Optics Express上，授權發明專利7項，受理髮明專利1項。參加國內外學術會議8次。本項目所提出的差動共焦靶丸殼層厚度分布測量方法已進一步爭取到國家重大科學儀器設備開發專項“雷射差動共焦成像與檢測儀器研發及其套用研究（編號：2011YQ040136）”的支持，以期深入開展儀器化研究。
