[發明專利]一種高速脈沖光能量檢測裝置

無效

• 申請號: 201310184121.1
• 申請日: 2013-05-19
• 公開（公告）號: CN103278250A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 顧建;郭建紅;趙友全
• 申請（專利權）人: 涿州迅利達創新科技發展有限公司
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 保定市燕趙恒通知識產權代理事務所 13121
• 代理人: 楊玉清

技術領域

本發明屬于一種電子檢測儀器，涉及一種高速脈沖光能量檢測裝置。?

背景技術

脈沖光是指在短時間內（通常為10^-12~10^-6秒）發出的光脈沖，自1965年?Mocker?等首次通過紅寶石鎖模激光器產生ps脈沖以來，高速脈沖光的產生技術獲得了巨大的發展。在物理、化學、生物、醫學、通信及測量等領域，利用超短脈沖光觀測各種動力學過程以及超快速現象已經成為一種嶄新、關鍵而有效的研究手段。越來越多的應用表明，研究高速脈沖光的振幅和相位的測量方法，對研究超短脈沖光產生的物理機理以及進一步促進超短脈沖光技術的發展和應用有著重要的現實意義。?

目前高速脈沖光產生設備生產企業檢測超短脈沖光振幅和相位等性能參數的檢測設備主要是購買進口的能量計，該進口能量計以其昂貴的價格使得一些中小企業望而生畏。且這些能量計的檢測原理是利用濾色片將脈沖光分離，然后再將分離出的光電流轉換成電壓，再進入分析設備分析；其需要高速的前置放大器和模數轉換器，不但成本高，且存在干擾比較大，測量穩定性差等不足；還有脈沖光通常具有發光強度大，亮度高和能量集中的特點，直接采用光電轉換電路將光電流轉換成電壓，光電轉換電路很快飽和，加上濾色片會改變發光光譜，造成檢測準確性差。且能量計只能檢測一束脈沖光的性能，不能測定高速脈沖光產生設備的光譜分布。?

發明內容

本發明的目的就是解決現有技術中存在的上述問題，提供一種方便可靠，性能穩定，既能有效的檢測一束脈沖光的性能，又能測定高速脈沖光產生設備的光譜分布的高速脈沖光能量檢測裝置。?

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：一種高速脈沖光能量檢測裝置，其包括色散分光裝置、脈沖檢測電路和控制系統；?

所述的色散分光裝置包括光學底座、位于同一光學平面內的入射狹縫、全息凹面光柵、出射狹縫和控制全息凹面光柵轉角的精密細分步進電機，全息凹面光柵的旋轉軸連接在精密細分步進電機的輸出軸上。高速脈沖光產生設備發出的脈沖光，自入射狹縫進入分光系統，照射到全息凹面光柵上。全息凹面光柵將復合光色散，使不同波長的光脈沖按照不同的角度衍射；又因為選用的是凹面光柵，所以光柵同時兼具聚焦成像作用，可將經光柵色散的光就地聚焦使之成為在出射狹縫面上按波長排列的光譜線區，并用精密細分步進電機帶動光柵轉動，使所選定的需要波長的單色脈沖光經過出射狹縫射出。

所述的脈沖檢測電路：運算放大器A的正極接地，在運算放大器A的正、負極之間順接光電二極管D，運算放大器A的負極與輸出端之間并聯兩路或三路或多路電容積分電路；每路電容積分電路都是由模擬開關連接并聯的另一個模擬開關和電容組成的。相比于傳統的電流/電壓轉換電路，此電路一方面，可以通過對兩個模擬開關的控制，靈活設置積分時間，另一方面，可以靈活選取積分電容，從而實現不同幅值的轉換電壓輸出，以達到對不同波長，不同強度的脈沖光的自由檢測。由于是電容式積分電路，既檢測到了光脈沖的強度信號，又檢測到了脈寬信號，使得檢測結果更加真實可靠。??????

所述的控制系統包括脈沖光信號觸發電路、光柵旋轉控制電路、模擬開關控制電路、信號采集電路、A/D轉換電路、信號處理電路、信號存儲和顯示設備；脈沖光信號觸發電路的信號輸出端連接被檢測的脈沖光產生設備的觸發信號輸入端；光柵旋轉控制電路的信號輸出端連接精密細分步進電機的信號輸入端，光柵復位信號輸入端連接全息凹面光柵的傳感器的信號輸出端，控制全息凹面光柵的步進式轉動；信號采集電路的輸入端連接脈沖檢測電路的信號輸出端；模擬開關控制電路控制脈沖檢測電路中的模擬開關的開啟和關閉；光柵旋轉控制電路檢測光柵是否復位，若光柵沒有復位，促使光柵復位，若復位，輸出信號給精密細分步進電機，精密細分步進電機帶動全息凹面光柵旋轉到指定波長處；脈沖光信號觸發電路觸發脈沖光產生設備發射脈沖光；模擬開關控制電路發射信號給脈沖檢測電路的模擬開關，使與指定波長相匹配的模擬開關開，其它模擬開關關；脈沖光經色散分光裝置分光后，將指定波長的脈沖光輸送給脈沖檢測電路，脈沖檢測電路再將轉換的電信號發送給信號采集電路，信號采集電路給A/D轉換電路、信號處理電路、信號存儲和顯示設備進行信號的處理、存儲和顯示。

所述的光電二極管為PN結型光電二極管，所述的電容為云母電容。?

本發明實現了對不同能量的脈沖光信號的自由檢測，其方便可靠，性能穩定，其在檢測時不但沒有改變脈沖光產生設備的光譜分布，還能測定脈沖光產生設備的光譜分布。?

附圖說明