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激光驱动的惯性约束聚变(InertialConfinementFusion，ICF)的目的是实现可控核聚变，从而解决人类面临的能源危机。自从二十世纪六十年代科学家提出用多束高能激光束会聚形成小范围高温高压状态实现热核聚变的设想后，激光驱动ICF得到了蓬勃发展。所谓的激光驱动ICF装置实际上就是多束相干激光束多次经过增益介质使得光束能量足够大，然后聚焦在一个微小的靶丸上形成高温高压状态实现热核聚变。为了能够有效地吸收增益介质的能量，激光束在传输过程中会经过多级空间滤波器扩大光束口径，并且还使用了多个反射镜改变激光束方向以达到更好的效果。
总之:激光驱动ICF装置是一个大型的超精密光学系统，光束传输距离长，涉及的光学器件多，光学系统中光学器件的微小误差都会影响输出光束的光束指向稳定性和光束聚焦性能，由于光束指向稳定性直接影响打靶的精度和成功率，因此，研究人员在光束指向稳定性方面做了非常多的研究。最终发现动态误差——主要是结构振动等——是影响光束指向稳定性的重要因素，并用根据总误差为正态分布的假设规定了各个光学器件的误差。
但是，对于光束指向稳定性的分析仍然存在着一些不足。首先，光学系统中各个光学器件的偏差对激光束最终聚焦到靶丸上产生的误差的影响因子是不一样的，即它们的误差灵敏度不一样，有效地提高光束指向稳定性，应该从减小误差灵敏度高的光学器件的误差着手，因此，得出光学系统中各个光学器件的误差灵敏度是非常必要的。其次，尽管正态分布假设的分析是从整体上确定激光束打靶误差要求，然而，它直接忽略各个光学器件之间动态的耦合误差对打靶误差的影响。分析光学器件直接的耦合性能或许可以进一步地得出光束指向稳定性的优化方法。
基于目前光束指向稳定性中的不足，本文的内容主要是围绕在高功率激光装置中各光学器件的误差灵敏度、精确地表述光学器件的耦合误差、以及如何提高光束指向稳定性三个方面进行探究。主要内容如下:
1、简单介绍了结构振动方面的相关知识。由于光学系统中的动态误差主要来源于结构振动，因此对结构振动方面的知识了解有利于光束指向稳定性的深入理解。
2、计算分析了以神光Ⅱ装置为代表的高功率激光装置各光学器件的误差灵敏度。发现光学系统中的透镜误差灵敏度不仅与靶场聚焦透镜的焦距成反比，还与该透镜本身的焦距成反比、与其到靶场的光束扩束比成反比。对于光学系统中的反射镜误差灵敏度，则与靶场聚焦透镜的焦距成正比，与其到靶场的光束扩束比成反比。通过对比神光Ⅱ八路装置、神光Ⅱ多功能高能激光系统及神光Ⅱ八路升级装置的透镜反射镜的误差灵敏度，发现在建的神光Ⅱ八路升级装置由于采用了四程放大技术，增大了多个反射镜误差灵敏度，对光束指向稳定性的要求最为苛刻。
3、建立了光机振动模型，更加深入地分析了单个光学器件的误差。提出一种在时空域内描述光学系统的动态方法，可以精确地描述光束在误差区间内随时间的变化过程，从而更细致地表述光学器件微振动对光束指向稳定性的影响。然后对神光Ⅱ系统中某空间滤波器的两个透镜的耦合误差进行了分析，并根据耦合误差的分析，得到了基于该模型优化光束指向稳定性的方法。
4、分析了一种负刚度隔振仪，它通过一个负刚度元件和一个普通弹簧并联形成低刚度器件，从而实现高效隔振，实验结果显示该负刚度隔振仪竖直方向的固有频率低于0.5Hz。
5、提出了一种新型的主动阻尼调谐装置，以增大机械结构的模态阻尼，从而降低随机激励对机械结构的影响。该新型主动阻尼调谐装置首先分析传感器的振动信息得到待控制物体的结构模态，然后依次改变相应的控制参数来增大各模态阻尼，从而实现增大多模态阻尼的目的。