四視窗型交叉光柵橫向剪切干涉系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在慣性約束核聚變(ICF)當(dāng)中，利用激光或離子束作驅(qū)動(dòng)源脈沖式地提供高強(qiáng)度能量均勻地作用于填裝氘氚(D/T，Deuterium-tritium)燃料的微球靶丸上產(chǎn)生慣性約束聚變。因此D/T冰層的密度均勻性和光學(xué)厚度都是實(shí)現(xiàn)成功點(diǎn)火的重要參數(shù)。為了獲取這些重要參數(shù)，本文建立了一個(gè)新穎的干涉系統(tǒng)，即四視窗型交叉光柵橫向剪切干涉系統(tǒng)(CrossGrating Lateral Shearing Interferometer，CGLSI)。圍繞該

2、系統(tǒng)，本文主要從三個(gè)方面展開論述。
　　第一部分對(duì)CGLSI進(jìn)行數(shù)學(xué)建模以及對(duì)CGLSI中交叉光柵和級(jí)次選擇窗口兩個(gè)核心組件的重要參數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)。利用光柵方程以及剪切率的定義得出交叉光柵中重要參數(shù)光柵常數(shù)d和剪切率β之間的關(guān)系式。利用球面波的復(fù)振幅和菲涅爾衍射公式來確定級(jí)次選擇窗口上光強(qiáng)分布的表達(dá)式。
　　第二部分針對(duì)交叉光柵和級(jí)次選擇窗口的重要參數(shù)來進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。首先根據(jù)光柵常數(shù)d和剪切率β之間的關(guān)系式，以及對(duì)剪切率β的限

3、制條件，最終得出光柵常數(shù)的取值為:d=20μm，d=25μm，d=40μm和d=50μm。根據(jù)得出的四個(gè)可行的光柵常數(shù)以及級(jí)次選擇窗口上光強(qiáng)分布的表達(dá)式，最終確定了四種級(jí)次選擇窗口以及它們的各項(xiàng)參數(shù)。
　　第三部分是對(duì)CGLSI進(jìn)行原理性實(shí)驗(yàn)研究。依據(jù)第二部分的仿真結(jié)果對(duì)實(shí)驗(yàn)器件進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工。在實(shí)驗(yàn)中，選取不同光柵常數(shù)的一維光柵和二維交叉光柵和與之相對(duì)應(yīng)的級(jí)次選擇窗口，通過調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，在CCD上得到干涉圖。對(duì)干涉圖進(jìn)行數(shù)字圖像