【技术实现步骤摘要】
一种用于高能激光扩束的反射锥制作方法及反射锥
[0001]本专利技术涉及一种激光参数测量方法，具体涉及一种用于高能激光扩束的反射锥制作方法及反射锥。
技术介绍
[0002]高能激光在国防、工业、能源等领域具有广泛的应用前景，其能量/功率参数是评定激光系统品质和研制水平的重要技术指标。由于高能激光对材料具有很强的破坏性，对其能量/功率的测量一直面临着诸多挑战。
[0003]在高能激光能量/功率测量方法中，全吸收型测量方法是最为可靠的测量手段之一。全吸收型高能激光能量/功率测量装置通常采用圆柱状的吸收腔体，腔体内表面喷涂耐高温吸收涂层，吸收腔体的底部中心放置一扩束反射锥。高能激光经扩束反射锥扩束后，反射至吸收腔体的内壁面并被吸收，进而引起吸收腔体和吸收腔体外部冷却介质的温度升高，通过测量吸收腔体或/和吸收腔体的外部冷却介质的温升情况，反演出入射激光的能量及功率。
[0004]综上所述，扩束反射锥是全吸收型高能激光能量及功率测量装置的核心部件，需要直接耐受高能激光的辐照并将激光能量合理地分配至吸收腔体上，所以扩束反...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种用于高能激光扩束的反射锥制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：定义反射锥(1)的面型函数f(x),0≤x≤r；其中：r为反射锥(1)底部半径，x为f(x)的自变量，设定反射锥(1)中心处x＝0，且反射锥(1)边缘处x＝r；步骤2：依据入射激光的功率P、入射激光的最大光斑尺寸Z、吸收腔体(2)的对流换热系数Hr、吸收腔体(2)的内壁面最高耐受温度T
max
，求反射锥(1)底部半径r、吸收腔体(2)半径R、吸收腔体(2)高度L的数值；步骤3：定义反射锥(1)的光线约束条件，获得反射锥(1)的面型函数f(x)的光线约束方程组；所述光线约束条件为光线经反射锥(1)扩束后的传播路径；步骤4：根据步骤3中光线约束方程组，求解反射锥(1)的面型函数f(x)的解析表达式；步骤5：根据f(x)的解析表达式、入射激光的功率密度分布函数I(x)、吸收腔体(2)的对流换热系数Hr，计算热平衡状态下吸收腔体(2)内壁面不同位置y处的温度分布T(y)；步骤6：根据吸收腔体(2)的内壁面最高耐受温度T
max
与温度分布T(y)，判断是否T(y)＜T
max
；若是，则输出反射锥(1)的面型函数f(x)，根据f(x)的解析表达式完成反射锥(1)的制作；若否，则返回步骤2，，直至T(y)＜T
max
。2.根据权利要求1所述的一种用于高能激光扩束的反射锥制作方法，其特征在于，步骤1具体为：所述反射锥(1)的面型函数f(x)为两段式，反射锥(1)的面型函数为式中：f1(x)为第一段反射锥(1)的面型函数；f2(x)为第二段反射锥(1)的面型函数；r1为第一段反射锥(1)底部半径；r1+r2为第二段反射锥(1)底部半径；下标1和下标2分别表示第一段反射锥(1)和第二段反射锥(1)。3.根据权利要求2所述的一种用于高能激光扩束的反射锥制作方法，其特征在于，步骤2具体为：根据入射激光的功率P、入射激光的最大光斑尺寸Z、吸收腔体(2)的对流换热系数Hr、吸收腔体(2)的内壁面最高耐受温度T
max
，确定反射锥(1)的底部分段尺寸r1和r2、吸收腔体(2)半径R＝r1+r2+b、吸收腔体(2)高度L的数值，其中b表示反射锥(1)底部边缘距离吸收腔体(2)内壁面的距离。4.根据权利要求3所述的一种用于高能激光扩束的反射锥制作方法，其特征在于，步骤4具体为：4.1)设定f1(x)的初始值，0＜f1(0)0＜L，其中，上标0表示第0次迭代计算；4.2)根据步骤3中光线约束方程组，求f1(x)
n
和f2(x)
n
的解析表达式，其中上标n表示第n次迭代计算；4.3)判断
若|f2(r1+r2)
n
|＜ε,，则输出f1(x)
n
和f2(x)
n
，其中ε为大于零的小量；令f1(0)
技术研发人员：陶波，杨鹏翎，吴勇，张磊，武俊杰，崔萌，王大辉，王振宝，冯国斌，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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