【技术实现步骤摘要】
本申请涉及真空计量，具体而言，涉及一种基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置。
技术介绍
1、真空计量技术作为支撑国防科技工业进步和国民经济发展、突破半导体制造和新能源储运等领域技术封锁的技术基础共性关键技术，在基于经典物理学的实物标准开始向“自然标准”即量子标准转化的研究下，亟需加快更高准确度、更短溯源链的量子化进程。因此，建立量子真空计量标准、研制量子化真空测量器具是目前真空计量领域内最为重要的战略目标和前沿研究方向。
2、目前，国内外各计量技术机构及科研院所针对真空量值不同参数及范围已提出了不同的量子化计量技术，主要包括：基于光学干涉法的低真空测量技术、基于冷原子的超高/极高真空测量技术和基于原子吸收光谱的真空分压力测量技术等。
3、其中，在(1-105pa)的中低真空范围内，基于光学干涉法的低真空测量方法是最具前景实现真空量值原级量子化测量的技术；其原理是利用法布里-珀罗(fabry-perot)腔结构精准测量由压力变化引起的谐振激光频率偏移量，并结合高精度恒温控制，精确测量气体折射率并反演真空量值。但是仅仅依靠光学干涉法进行未知气体压力测量时，难以对其种类进行定性，同时，由于方法本身计算理论的精度限制，其难以对极性气体的压力进行精确测量。
技术实现思路
1、本申请提供了一种基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，在光学干涉低真空测量方法中引入腔增强拉曼参考，利用其对未知气体种类的定性测量和对非极性气体的压力测量能力，弥补现有基于光学干涉法的
2、为了实现上述目的，本申请提供了一种基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，包括测量参考光路系统、测量检测光路系统、腔增强拉曼检测光路系统以及频率计，其中：测量参考光路系统由参考光路组件和第一锁频电路组成，参考光路组件包括第一激光器、第一分束镜、第一光隔离器、第一偏振分束棱镜以及参考腔；第一锁频电路用于使第一激光器发射的参考激光在参考腔内保持谐振状态；测量检测光路系统包括检测光路组件和第二锁频电路，检测光路组件包括第二激光器、第二分束镜、第二光隔离器、第二偏振分束棱镜以及检测腔；第二锁频电路用于使第二激光器发射的检测激光在检测腔内充气前后均保持谐振状态；腔增强拉曼检测光路系统与测量检测光路系统共用一套检测光路组件，腔增强拉曼检测光路系统还包括拉曼光谱检测组件，拉曼光谱检测组件包括第三分束镜和光谱仪；频率计设置在测量参考光路系统和测量检测光路系统之间，用于接收经过第一分束镜的参考激光以及经过第二分束镜的检测激光。
3、进一步的，第一激光器和第一分束镜之间依次设置有第一一1/2玻片、第一准直器以及第二1/2玻片；第一分束镜与第一光隔离器之间依次设置有第一taylor棱镜、第一模式调节透镜组以及第三1/2玻片；第一光隔离器与第一偏振分束棱镜之间设置有第四1/2玻片；第一偏振分束棱镜与参考腔之间依次设置有第一反射镜、第五1/2玻片以及第二反射镜。
4、进一步的，第一锁频电路包括第一光电探测器和第一锁频装置，其中：第一光电探测器设置在参考腔的后方，用于接收参考腔的透射信号；第一锁频装置用于接收第一光电探测器信号和第一偏振分束棱镜分束后的激光，使参考激光在参考腔内保持谐振状态。
5、进一步的，第二激光器和第二分束镜之间依次设置有第六1/2玻片、第二准直器以及第七1/2玻片；第二分束镜与第二光隔离器之间依次设置有第二taylor棱镜、第二模式调节透镜组以及第八1/2玻片；第二光隔离器与第二偏振分束棱镜之间设置有第九1/2玻片；第二偏振分束棱镜与检测腔之间依次设置有第三反射镜、第十1/2玻片以及第四反射镜。
6、进一步的，第二锁频电路包括第二光电探测器和第二锁频装置，其中：第二光电探测器设置在检测腔的后方，用于接收检测腔的透射信号；第二锁频装置用于接收第二光电探测器信号和第二偏振分束棱镜分束后的激光，使检测激光检测腔内充气前后均保持谐振状态。
7、进一步的，第三分束镜设置在第二偏振分束棱镜与第二锁频装置之间。
8、进一步的，第三分束镜与光谱仪之间依次设置有第一二向色片、第二二向色片、带通滤波片、长通滤波片、第五反射镜以及会聚透镜。
9、进一步的，参考腔始终保持高真空状态，真空度≤10-5pa；检测腔初始状态为高真空状态，真空度≤10-5pa，测量时，向检测腔内部充入测试气体。
10、本申请提供的一种基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，具有以下有益效果：
11、本申请在光学干涉低真空测量装置中引入腔增强拉曼检测技术，可以对未知气体种类进行定性检测以及对极性气体的压力进行检测；腔增强拉曼检测光路与光学干涉低真空测量检测光路共用一套激光谐振锁频光路，结构简单，节约成本。
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1.一种基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，包括测量参考光路系统、测量检测光路系统、腔增强拉曼检测光路系统以及频率计，其中：
2.根据权利要求2所述的基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，所述第一激光器和所述第一分束镜之间依次设置有第一1/2玻片、第一准直器以及第二1/2玻片；所述第一分束镜与所述第一光隔离器之间依次设置有第一Taylor棱镜、第一模式调节透镜组以及第三1/2玻片；所述第一光隔离器与所述第一偏振分束棱镜之间设置有第四1/2玻片；所述第一偏振分束棱镜与所述参考腔之间依次设置有第一反射镜、第五1/2玻片以及第二反射镜。
3.根据权利要求3所述的基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，所述第一锁频电路包括第一光电探测器和第一锁频装置，其中：
4.根据权利要求3所述的基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，所述第二激光器和所述第二分束镜之间依次设置有第六1/2玻片、第二准直器以及第七1/2玻片；所述第二分束镜与所述第二光隔离器之间依次设置有第二Taylor棱镜、第二模
5.根据权利要求4所述的基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，所述第二锁频电路包括第二光电探测器和第二锁频装置，其中：
6.根据权利要求5所述的基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，所述第三分束镜设置在所述第二偏振分束棱镜与所述第二锁频装置之间。
7.根据权利要求6所述的基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，所述第三分束镜与所述光谱仪之间依次设置有第一二向色片、第二二向色片、带通滤波片、长通滤波片、第五反射镜以及会聚透镜。
8.根据权利要求7所述的基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，所述参考腔始终保持高真空状态，真空度≤10-5Pa；所述检测腔初始状态为高真空状态，真空度≤10-5Pa，测量时，向所述检测腔内部充入测试气体。
...【技术特征摘要】
1.一种基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，包括测量参考光路系统、测量检测光路系统、腔增强拉曼检测光路系统以及频率计，其中：
2.根据权利要求2所述的基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，所述第一激光器和所述第一分束镜之间依次设置有第一1/2玻片、第一准直器以及第二1/2玻片；所述第一分束镜与所述第一光隔离器之间依次设置有第一taylor棱镜、第一模式调节透镜组以及第三1/2玻片；所述第一光隔离器与所述第一偏振分束棱镜之间设置有第四1/2玻片；所述第一偏振分束棱镜与所述参考腔之间依次设置有第一反射镜、第五1/2玻片以及第二反射镜。
3.根据权利要求3所述的基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，所述第一锁频电路包括第一光电探测器和第一锁频装置，其中：
4.根据权利要求3所述的基于腔增强拉曼参考的光学干涉低真空测量装置，其特征在于，所述第二激光器和所述第二分束镜之间依次设置有第六1/2玻片、第二准直器以及第七1/2玻片；所述第二分束镜与所述第二光隔离器之间依次设置有第...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾文杰，成永军，孙雯君，董猛，范栋，习振华，吴翔民，管保国，张霄，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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