一种用于高功率终端光学系统的动态洁净维持系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于高功率终端光学系统的动态洁净维持系统和方法，属于高功率激光装置技术研究领域。所述系统包括层流单元和风刀单元；所述层流单元用于提供动态洁净层流，所述风刀单元用于提供高压风刀气帘。高功率终端光学系统在长期运行中会在其内部的光学元件表面沉积打靶产生的粉尘和气溶胶污染物，导致光学元件的寿命大大缩短，终端光学元件的洁净控制已经成为限制装置高通量运行的瓶颈，本发明专利技术因此提出了风刀气帘防护与洁净层流防护相耦合实现光学元件表面洁净管控的技术措施，可防止打靶产生的粉尘和气溶胶污染物附着于光学元件表面，并将其及时排出终端光学系统，因而可长期维持终端光学系统内光学元件表面的洁净。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高功率终端光学系统的动态洁净维持系统和方法
本专利技术高功率激光装置技术研究领域，具体涉及一种用于高功率终端光学系统内光学元件洁净吹扫的动态洁净维持系统和方法。
技术介绍
在高功率激光装置中，光学元件的负载能力是装置输出能力的决定因素之一，而光学元件的洁净状态又直接影响光学元件负载能力。研究发现，光学元件在激光辐照条件下，会产生大量的粉尘和气溶胶污染物，特别是光学元件存在表面损伤时，污染物呈倍数的增加；微米级污染物一旦粘附到光学元件表面，再依靠气流吹扫极难去除。另一方面，终端光学系统由于存在多种不同角度的放置方式，且内部有复杂的电气等其它的辅助设备，它们进一步为洁净吹扫气流场的创造增加了难度。因此，终端光学系统的洁净吹扫及管控技术一直是一个世界难题。为有效去除终端光学元件表面的污染物，同时又不影响光学元件的性能，相关科研人员进行了广泛的研究。美国国家点火装置和中国某大型激光装置的终端光学系统均采用了气氛室环境下的小气量气体置换技术，长期运行结果表明，光学元件表面的洁净问题没有得到有效解决，终端光学系统内沉积了大量的光学元件损伤后产生的粉尘和气溶胶污染物，导致洁净的光学元件上架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高功率终端光学系统的动态洁净维持系统，用于对终端光学系统腔体以及腔体内的光学元件进行洁净吹扫，其特征在于，所述动态洁净维持系统包括层流单元和风刀单元；所述层流单元用于提供动态洁净层流对尘埃污染物进行清除，所述风刀单元用于提供高压风刀气帘对污染物在光学元件上的沉降进行阻断和隔离；在气体对流通道上，无任何遮挡气流的结构件。

【技术特征摘要】
1.一种用于高功率终端光学系统的动态洁净维持系统，用于对终端光学系统腔体以及腔体内的光学元件进行洁净吹扫，其特征在于，所述动态洁净维持系统包括层流单元和风刀单元；所述层流单元用于提供动态洁净层流对尘埃污染物进行清除，所述风刀单元用于提供高压风刀气帘对污染物在光学元件上的沉降进行阻断和隔离；在气体对流通道上，无任何遮挡气流的结构件。2.如权利要求1所述的一种用于高功率终端光学系统的动态洁净维持系统，其特征在于，所述层流单元包括外部的层流送风机组(16)、层流送风管道(8)、终端光学系统的进风匀压箱(3)、回流匀压箱(14)和回风管道(17)，所述层流送风机组(16)产生的新风即层流送风气体(7)经由层流送风管道(8)经过进风匀压箱(3)后，在终端光学系统的腔体内形成层流气流场(12)，将光学元件(10)产生的污染物带出并通过回流匀压箱(14)回至层流回风管道(17)送至外部层流送风机组(16)的过滤器中。3.如权利要求1所述的一种用于高功率终端光学系统的动态洁净维持系统，其特征在于，所述风刀单元由高压洁净气源(15)、风刀气体管道(6)和风刀出口(1)组成，所述高压洁净气源(15)提供的高压洁净气体(2)经风刀气体管道(6)和狭缝状的风刀出口(1)后在光学元件(10)表面形成气帘(9)，并将光学元件(10)产生的污染物带出，该气帘(9)最终与层流气流场(12)一起通过回流匀压箱(14)回至层流单元的层流回风管道(17)中。4.如权利要求2所述的一种用于高功率终端光学系统的动态洁净维持系统，其特征在于，层流送风机组(16)由风机和洁净过滤设备组成，进风匀压箱(3)的结构由箱体、端盖和高效过滤器组成，回流匀压箱(14)的结构由箱体、端盖和多孔板组成。5.一种用于高功率终端光学系统动态洁净维持的方法，所述方法是基于权利要求1-4中任一终端光学系统动态洁净维持系统实现的，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，动态洁净维持系统预启动，对终端光学系统和动态洁净维持系统进行初始化设置，并按照设定的预启动操作将层流单元小循环开启；步骤S2，在收到启动信...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯斌，李平，卢礼华，朱德燕，柴向旭，王礼权，王冠中，敬域堃，郑奎兴，朱启华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51