【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学检测，特别地，涉及一种面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路。
技术介绍
1、现存的汤姆孙散射(ts)诊断主要是以定点诊断为主，即便有空间分辨诊断的使用，也是通过多点布置收光光路实现，因此现有ts诊断不考虑可动光路的问题。随着面向低温等离子体高时空分辨ts诊断的应用，我们将面临可动光路的问题。
2、可动光路需求的核心是在相关的基础研究及工程测试中，通过布置多台激光器实现空间分辨诊断在成本上是不可行的，而一般脉冲ts诊断激光的时间平均功率就达到了10w，在激光射线穿过诊断空间之后必须布置光学终止，不然激光打击到腔体上不可控的杂散散射不单对ts诊断的感光元件及其他光学诊断构成威胁，更对实验人员构成直接安全威胁。随着连续光ts诊断实用化，其激光连续功率更达到100w甚至1000w，在此情形下，光学终止更是不可或缺。
3、在一般情况下，锥形的圆柱型激光终止器(或称光锥，下称终止器)由于环光线轴向困住光线进行终止，因此是理想的光学终止器。但是如果激光可动而光学终止器不随动的话，则激光光斑显然会偏离光学终止器的位置，导致光学终止器不起作用。此外，使用100w以上的激光的情况中，导入真空腔体的过程本身就存在安全风险，这是因为激光是要从激光器打进腔体的，将激光器及整个激光光路放入真空本身在成本和技术上都是不可行的，而且100w以上的激光器实际也难以使用光纤直接耦合进腔体之中，因此，必须以极高透光石英窗让激光导入腔体，而无论是以窗口保护(覆盖范围过大的话，时间长了，等离子体产生的溅射物容易把窗口镀黑)，无论成本角度
4、最后，由于小型装置上布置多个观察点并不合乎高空间分辨率的目的及成本效益，因此收光光路与激光光路的随动也是必要的。
技术实现思路
1、本申请提供了一种面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，以解决现有的汤姆孙散射诊断的激光光路存在安全隐患、成本高、技术难度大的技术问题。
2、本申请采用的技术方案如下：
3、一种面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，包括激光入光光路系统、激光终止系统和散射光收集系统，其中：
4、所述激光入光光路系统包括激光引导装置、第一电缸，所述第一电缸设置在等离子体主腔体一侧，所述激光引导装置的输入端引入激光，输出端设置在第一电缸的移动部件上，从而位置可调地将激光从等离子体主腔体一侧入射至等离子体的位置；
5、所述激光终止系统包括激光终止器，第二电缸，所述第二电缸相对设置在等离子体主腔体另一侧与第一电缸相平行，所述激光终止器设置在第二电缸的移动部件上与第一电缸上的激光引导装置的输出端同步移动；
6、所述散射光收集系统包括收集镜组、第三电缸，所述收集镜组设置在所述第三电缸的移动部件上与激光终止器、激光引导装置的输出端同步移动，用于收集激光与等离子体相作用发出的光谱信号。
7、进一步地，所述激光引导装置包括进光窗、引导镜组、起始镜片、可动镜片，
8、所述进光窗具有透光性用于引入激光；
9、所述引导镜组和起始镜片通过反射改变激光走向，使引入的激光产生两次九十度角反射后照射在所述可动镜片上；
10、所述可动镜片活动设置在在第一电缸的移动部件上，从而位置可调地将激光从等离子体主腔体一侧入射至等离子体的位置。
11、进一步地，所述激光引导装置还包括对入射的激光进行聚焦的聚焦镜。
12、进一步地，所述可动镜片反射面采用凹面反射镜。
13、进一步地，所述激光引导装置包括第一电缸、光纤贯通、光纤、光纤耦合器，所述光纤耦合器活动设置在在第一电缸的移动部件上，从而位置可调地将激光从等离子体主腔体一侧入射至等离子体的位置，所述光纤连接设置在所述光纤耦合器和光纤贯通之间，用于将激光由光纤贯通引至所述光纤耦合器。
14、进一步地，所述激光终止器采用锥形终止器或刀叠片终止器。
15、进一步地，所述激光终止系统还包括温度计或光电传感器、贯穿法兰，所述温度计或光电传感器设置在所述激光终止器上，通过贯穿法兰与外接设备电路连接，用于检测激光进入激光终止器后的余光或对激光终止器加热的温度。
16、进一步地，所述激光终止系统还包括水冷水管，与所述激光终止器相连接，用于对所述激光终止器进行冷却。
17、进一步地，所述激光入光光路系统和激光终止系统均设置在密封的等离子体主腔体内；
18、或者，
19、所述激光入光光路系统和激光终止系统分别设置在两个独立真空腔内，各独立真空腔与等离子体主腔体之间仅设置确保激光通行的最小开放宽度。
20、进一步地，所述收集镜组包括同轴设置的两个透镜，两个透镜之间设置有针孔，形成双透镜针孔成像。
21、相比现有技术，本申请具有以下有益效果：
22、本申请提供了一种面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，包括激光入光光路系统、激光终止系统及散射光收集系统，激光入光光路系统及激光终止系统，本申请结构简单，安全可靠、成本低，在激光可动时光学终止器也可随动，避免激光光斑偏离光学终止器的位置，确保终止器起到作用，同时，由于小型装置上布置多个观察点并不合乎高空间分辨率的目的及成本效益，因此散射光收集系统与激光入光光路系统、激光终止系统也保持随动，确保散射光收集系统能够对散射光进行有效收集，精确收集激光与等离子体相作用发出的光谱信号。
23、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本申请作进一步详细的说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，包括激光入光光路系统、激光终止系统和散射光收集系统，其中：
2.根据权利要求1所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述激光引导装置包括进光窗(1)、引导镜组(2)、起始镜片(3)、可动镜片(4)，
3.根据权利要求2所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述激光引导装置还包括对入射的激光进行聚焦的聚焦镜。
4.根据权利要求2所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述可动镜片(4)反射面采用凹面反射镜。
5.根据权利要求1所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述激光引导装置包括第一电缸(5)、光纤贯通(13)、光纤(14)、光纤耦合器(15)，所述光纤耦合器(15)活动设置在第一电缸(5)的移动部件上，从而位置可调地将激光从等离子体主腔体一侧入射至等离子体的位置，所述光纤(14)连接设置在所述光纤耦合器(15)和光纤贯通(13)之间，用于将激光由光纤贯通(13)引至所述光纤耦合器(15)。
6.根据权利要求1所
7.根据权利要求1所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述激光终止系统还包括温度计或光电传感器(8)、贯穿法兰(10)，所述温度计或光电传感器(8)设置在所述激光终止器(6)上，通过贯穿法兰(10)与外接设备电路连接，用于检测激光进入激光终止器(6)后的余光或对激光终止器(6)加热的温度。
8.根据权利要求7所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述激光终止系统还包括水冷水管(9)，与所述激光终止器(6)相连接，用于对所述激光终止器(6)进行冷却。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述收集镜组(11)包括同轴设置的两个透镜(16)，两个透镜(16)之间设置有针孔(17)，形成双透镜针孔成像。
...【技术特征摘要】
1.一种面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，包括激光入光光路系统、激光终止系统和散射光收集系统，其中：
2.根据权利要求1所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述激光引导装置包括进光窗(1)、引导镜组(2)、起始镜片(3)、可动镜片(4)，
3.根据权利要求2所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述激光引导装置还包括对入射的激光进行聚焦的聚焦镜。
4.根据权利要求2所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述可动镜片(4)反射面采用凹面反射镜。
5.根据权利要求1所述的面向汤姆孙散射的真空腔内随动光路，其特征在于，所述激光引导装置包括第一电缸(5)、光纤贯通(13)、光纤(14)、光纤耦合器(15)，所述光纤耦合器(15)活动设置在第一电缸(5)的移动部件上，从而位置可调地将激光从等离子体主腔体一侧入射至等离子体的位置，所述光纤(14)连接设置在所述光纤耦合器(15)和光纤贯通(13)之间，用于将激光由光纤贯通(13)引至所述光纤耦合...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶孜崇，杨雄，靳琛垚，程谋森，江堤，郭大伟，张炜，李小康，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。