icf低温冷冻靶束靶耦合监测技术研究

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1、硕士学位论文ICF低温冷冻靶束靶耦合监测技术研究RESEARCHONALIGNMENTANDMONITORINGTECHNOLOGYFORLASERANDCRYO-TARGETINICF陈力哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TH741.4学校代码：10213国际图书分类号：681.2密级：公开工程硕士学位论文ICF低温冷冻靶束靶耦合监测技术研究硕士研究生：陈力导师：刘炳国副教授申请学位：工程硕士学科：仪器仪表工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH

2、741.4U.D.C:681.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONALIGNMENTANDMONITORINGTECHNOLOGYFORLASERANDCRYO-TARGETINICFCandidate：ChenLiSupervisor：AssociateProf.LiuBingguoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentandMeterEngineeringAffiliati

3、on：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June，2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要基于冷冻靶的激光惯性约束聚变（ICF）因其能量的高增益性，已经成为可控核聚变领域关注的焦点与前沿课题。我国的冷冻靶ICF实验起步较晚，在冷冻靶束靶耦合方面的研究还属于空白，存在很多技术难题需要攻克。本文针对冷冻靶的束靶耦合中实际存在的超低温、低照度、空间狭小等问题

4、，对如何实现冷冻靶的空间位姿精确定位与光束引导，以及如何实现视场外的高精度的冷冻靶束靶耦合，进行了深入研究。系统中采用视觉成像技术实现靶定位，针对冷冻靶所处环境对光照限制苛刻的特点，研究了基于低照度图像预处理方法，设计了图像预处理的流程，提高图像信噪比与对比度，为后续靶的精密定位处理打下基础。为满足冷冻靶自动定位的高精度、高效率、高稳定性的需求，研究了基于靶特征的自动匹配定位算法，分析目前经典的匹配算法，通过比较最终采用“NCC+金字塔加速”算法作为冷冻靶匹配定位算法。针对束靶耦合系统视场有限特点，结合视场内束靶耦合模型，提出基于理论模型

5、的视场外光束预测引导新方案。根据实际实验所得到的数据对方案进一步分析，验证基于理论模型的视场外光束预测引导方案的精度。最终视场内束靶耦合的精度优于6m，视场外束靶耦合精度优于18m，均满足50m的精度要求。关键词：ICF冷冻靶；束靶耦合；激光预测引导I哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractInertialconfinementfusion(ICF)basedoncryo-target,hasbecomethefocusandthetechnologyfrontierofcontrollednuclearfusionfieldbe

6、causeofitshigh-gainenergy.Ourcryo-targetexperimentsstartedlateintheworld.Therearestillmanytechnicalproblemsneedtoovercome.Thispaperdiscusstheproblemsoftheultralowtemperature,lowillumination,andspacenarrow,whichareactuallyexistedinthetargetcouplingofthecryo-target.Afurther

7、studyonhowtorealizetheprecisepositioningandlazeguidanceofthecryo-target,andhowtorealizethehighprecisionforalignmentoflaserandtargetunabletobeobservediscarriedon.Thissystemusesvisualimagingtechnologytoachieveatargetlocalization.Tosolvethetheinfluenceoflowillumination,wedes

8、ignedlow-illuminationimageprocessingway,whichcouldimprovethesignaltonoiseratioandcontrast.Thispr