一种紧凑型高能量激光吞噬器的制作方法

本发明涉及激光实验，具体涉及一种紧凑型高能量激光吞噬器。

背景技术：

1、聚变装置上测量电子温度和密度的thomson激光散射系统是弱散射光信号测量，散射信号一般是入射激光能量的1e-13倍，如果杂散激光水平过高，会严重干扰散射光信号的测量。

2、激光吞食器是激光散射系统中吸收剩余激光能量必须的部件，也是降低整个系统杂散激光的核心部件。激光吞食器一般安装在聚变装置的外部，如mast，jet，asdex-u，east和hl-2a等装置上的激光散射系统的激光吞食器都安装在外部，这样有足够的空间安装合适的消光措施；但有些装置，如iter装置上的边缘激光散射系统，以及正在建设中的hl-2m装置上的芯部激光散射系统和偏滤器室激光散射系统的激光吞食器只能安装在装置内表面。

3、为了避免激光吞食器损坏，要求其高度不能超出第一壁的高度，一般安装在聚变装置外面的激光吞食器都不能满足需要，所以需要设计出紧凑型的激光吞食器。e.yatsuka为iter装置上的边缘激光散射系统设计了一个紧凑型的激光吞食器，嵌装在iter装置的强场侧的第一壁内部，可以有效吸收激光能量。经过光学模拟发现，该激光吞食器虽然能有效吸收激光能量，但从每一片金属反射面散射出的杂散激光很强，如果等离子体与激光相互作用产生的散射光信号的接收窗口距离激光吞食器比较近，杂散激光会直接进入电子散光接收窗口，淹没掉散射光信号，所以该激光吞食器不满足hl-2m激光散射系统，尤其是偏滤器室的激光散射系统的需要。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是现有激光吞噬器体积较大，或者吞噬激光的距离深度不够，目的在于提供一种紧凑型高能量激光吞噬器，解决了在有效空间内吞噬高能量激光、并尽可能降低从吞噬器中反射出的杂散激光的技术难题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种紧凑型高能量激光吞噬器，包括：薄片阵列、固定底座和支撑框架，所述支撑框架具有放置空腔，所述放置空腔具有进口开口和出口开口，所述薄片阵列设置在所述放置空腔内，所述薄片阵列的入射口与所述放置空腔的进口开口平行，所述薄片阵列的出射口与所述放置空腔的出口开口平行，所述支撑框架通过所述固定底座固定在真空室内壁，所述放置空腔的出口开口被所述固定底座封堵，所述薄片阵列的出射口被所述固定底座封堵；

4、所述薄片阵列中设置有呈弯折状态的的激光通道，激光束从所述薄片阵列的入射口进入所述薄片阵列，从所述薄片阵列的出射口射出后被所述固定底座反射回所述薄片阵列内。

5、具体地，所述薄片阵列包括多个成层叠阵列分布的金属钼薄片，相邻的两个所述金属钼薄片之间设置有间隙，所述金属钼薄片的双面抛光至镜片量级；

6、所述金属钼薄片具有n-1个弯折线，所述弯折线与所述激光束的方向垂直，且所述金属钼薄片沿同一个方向弯折。

7、优选地，所述薄片阵列的入射端为刀口结构，且所述激光束的入射方向平行于刀口。

8、作为一个可选地实施方式，所述金属钼薄片具有3个弯折线，沿所述薄片阵列的入射口至所述薄片阵列的出射口的弯折角度依次为：18°、20°和25°。

9、具体地，设定所述金属钼薄片包括上侧面和下侧面，多个所述金属钼薄片均向上侧面安装，所述金属钼薄片的下侧面与所述真空室内壁之间的夹角的平均值小于90°。

10、可选地，所述支撑框架包括两个固定侧板、固定上板和固定下板，所述固定上板与所述固定下板相对设置，两个所述固定侧板与所述固定上板和所述固定下板构成筒状结构，所述筒状结构的内部为所述放置空腔，所述筒状结构的两端分别为所述放置空腔的进口开口和出口开口，所述固定侧板、所述固定上板和所述固定下板均与所述固定底座连接。

11、具体地，所述固定上板和所述固定下板与所述金属钼薄片的弯折角度匹配。

12、可选地，所述固定底座包括第一固定底板和第二固定底板，所述第二固定底板与所述真空室内壁连接，所述第一固定底板上设置有供所述薄片阵列穿过的通孔，所述支撑框架的出口开口设置在所述通孔内，且所述支撑框架与所述通孔连接，所述薄片阵列的出射口射出的激光束被第二固定底板反射。

13、具体地，所述第二固定底板上设置有与所述薄片阵列的出射口适配的凹槽，所述薄片阵列的出射口设置在所述凹槽内，且所述凹槽的底面反射激光束。

14、可选地，所述金属钼薄片一体加工成型。

15、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

16、本发明通过设置弯折的激光通道，使得用于吞噬高能量激光的薄片阵列可以以合适的角度斜躺着放置，增加了激光吞噬器的吞噬激光能量的深度，充分利用了有效空间，大大降低从吞噬器反射和散射出的杂散激光。

技术特征：

1.一种紧凑型高能量激光吞噬器，其特征在于，包括：薄片阵列(1)、固定底座(3)和支撑框架(2)，所述支撑框架(2)具有放置空腔，所述放置空腔具有进口开口和出口开口，所述薄片阵列(1)设置在所述放置空腔内，所述薄片阵列(1)的入射口与所述放置空腔的进口开口平行，所述薄片阵列(1)的出射口与所述放置空腔的出口开口平行，所述支撑框架(2)通过所述固定底座(3)固定在真空室内壁，所述放置空腔的出口开口被所述固定底座(3)封堵，所述薄片阵列(1)的出射口被所述固定底座(3)封堵；

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型高能量激光吞噬器，其特征在于，所述薄片阵列(1)包括多个成层叠阵列分布的金属钼薄片(4)，相邻的两个所述金属钼薄片(4)之间设置有间隙，所述金属钼薄片(4)的双面抛光至镜片量级；

3.根据权利要求2所述的一种紧凑型高能量激光吞噬器，其特征在于，所述薄片阵列(1)的入射端为刀口结构，且所述激光束的入射方向平行于刀口。

4.根据权利要求2所述的一种紧凑型高能量激光吞噬器，其特征在于，所述金属钼薄片(4)具有3个弯折线，沿所述薄片阵列(1)的入射口至所述薄片阵列(1)的出射口的弯折角度依次为：18°、20°和25°。

5.根据权利要求2所述的一种紧凑型高能量激光吞噬器，其特征在于，设定所述金属钼薄片(4)包括上侧面和下侧面，多个所述金属钼薄片(4)均向上侧面安装，所述金属钼薄片(4)的下侧面与所述真空室内壁之间的夹角的平均值小于90°。

6.根据权利要求2所述的一种紧凑型高能量激光吞噬器，其特征在于，所述支撑框架(2)包括两个固定侧板、固定上板和固定下板，所述固定上板与所述固定下板相对设置，两个所述固定侧板与所述固定上板和所述固定下板构成筒状结构，所述筒状结构的内部为所述放置空腔，所述筒状结构的两端分别为所述放置空腔的进口开口和出口开口，所述固定侧板、所述固定上板和所述固定下板均与所述固定底座(3)连接。

7.根据权利要求6所述的一种紧凑型高能量激光吞噬器，其特征在于，所述固定上板和所述固定下板与所述金属钼薄片(4)的弯折角度匹配。

8.根据权利要求6所述的一种紧凑型高能量激光吞噬器，其特征在于，所述固定底座(3)包括第一固定底板和第二固定底板，所述第二固定底板与所述真空室内壁连接，所述第一固定底板上设置有供所述薄片阵列(1)穿过的通孔，所述支撑框架(2)的出口开口设置在所述通孔内，且所述支撑框架(2)与所述通孔连接，所述薄片阵列(1)的出射口射出的激光束被第二固定底板反射。

9.根据权利要求8所述的一种紧凑型高能量激光吞噬器，其特征在于，所述第二固定底板上设置有与所述薄片阵列(1)的出射口适配的凹槽，所述薄片阵列(1)的出射口设置在所述凹槽内，且所述凹槽的底面反射激光束。

10.根据权利要求2所述的一种紧凑型高能量激光吞噬器，其特征在于，所述金属钼薄片(4)一体加工成型。

技术总结本发明激光实验技术领域，具体涉及一种紧凑型高能量激光吞噬器，包括：薄片阵列、固定底座和支撑框架，支撑框架具有放置空腔，薄片阵列设置在放置空腔内，支撑框架通过固定底座固定在真空室内壁，放置空腔的出口开口被固定底座封堵，薄片阵列的出射口被固定底座封堵；薄片阵列中设置有呈弯折状态的的激光通道，激光束从薄片阵列的入射口进入薄片阵列，从薄片阵列的出射口射出后被固定底座反射回薄片阵列内；本发明通过设置弯折的激光通道，使得薄片阵列可以以合适的角度斜躺着放置，增加了激光吞噬器的吞噬激光能量的深度，充分利用了有效空间，大大降低从吞噬器反射和散射出的杂散激光。技术研发人员：刘春华,郭文平,石中兵,侯智培,龚少博,翟文延,张通川受保护的技术使用者：核工业西南物理研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/18