[實用新型]一種光束能量回收利用的系統

有效

• 申請號: 201320342186.X
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN203455281U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 吳周令;陳堅;吳令奇;黃明
• 申請（專利權）人: 合肥知常光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63;G01N21/01
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 金凱

技術領域

????本實用新型涉及光束輻照對材料進行檢測和分析領域，具體是一種光束能量回收利用的系統，可以大幅度提高檢測速度和檢測靈敏度。

背景技術

光束輻照到樣品上，由于光與物質的相互作用，會激發產生各種效應，包括光激發熱效應、光激發聲波、光致發光等各類現象。通過對這些光激發波效應的檢測和分析可以得到關于樣品的很多信息，從而衍生出各種基于光激發波的精密分析測試儀器與成像設備，廣泛應用于新材料、新能源、電子信息、環境科學、生物醫療、先進制造業等各個領域。

在這些基于光激發波效應的各類檢測分析技術與儀器中，檢測的動態范圍、靈敏度等參數指標與激發光束的功率密切相關。通常光束功率越高，所激發產生的效應越顯著，檢測到的有效信號也越大。特別是在一些對光吸收很弱的材料的檢測分析中，通常需要利用很高功率的光束，才能夠獲得足夠的有效信號。而大功率的光源一般體積較為龐大，價格昂貴，這使得采用這類光源的檢測系統結構比較復雜、成本居高不下，不利于廣泛應用。

在上述的應用中，如果能夠利用相對較低功率的光束達到與高功率光束類似的效果，或是對高功率光束充分有效利用，用一個強光源的成本實現多個強光源的效果，在實際應用中都將有非常重要的意義。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種光束能量回收利用的系統，其對從被照射樣品反射或透射的光束進行多次反射操作并回收利用，同時利用光學透鏡能夠將平行光會聚到一點的特性，使得回收利用的光束都照射到樣品上的同一區域，使樣品表面輻照區域的輻照強度顯著增強，從而大幅提高光束能量的利用效率，使光束產生的輻照效應更顯著。

本實用新型的技術方案為：

一種光束能量回收利用的系統，包括有相對樣品表面設置泵浦光反射裝置和設置于泵浦光反射裝置和樣品之間的聚焦透鏡。

見圖3，所述的反射裝置為多個，圍成一圈排列，其軸心與聚焦透鏡的圓心重合，1?為第一次照射于聚焦透鏡8上的光斑，2為第二次照射于聚焦透鏡8上的光斑，3和6均為反射裝置，第二次穿過聚焦透鏡8的激光光束經反射裝置3反射后第三次入射到聚焦透鏡8上，對應光斑為4；第三次穿過聚焦透鏡8的激光光束經樣品反射后第四次入射到聚焦透鏡8上，對應光斑為5，第四次穿過聚焦透鏡8的激光光束經過光反射裝置6反射后再次入射到聚焦透鏡8上，對應光斑為7；依次類推，由透鏡和光反射裝置組成的光束能量回收利用系統可以對入射的光束進行多次重復利用。

所述的反射裝置包括有相對透射型樣品或反射型樣品前表面設置的前泵浦光反射裝置和相對透射型樣品后表面設置的后泵浦光反射裝置，所述的聚焦透鏡包括有設置于透射型樣品和前泵浦光反射裝置之間、或反射型樣品和前泵浦光反射裝置之間的前聚集透鏡和設置于透射型樣品和后泵浦光反射裝置之間的后聚集透鏡。

見圖1，對于高能量反射率的樣品，即反射型樣品的光束能量回收利用的方法，具體包括以下步驟：

a、泵浦光束1照射到聚焦透鏡2上，然后第一次穿過聚焦透鏡2的光束3會聚到樣品4表面的輻照點，其中大部分光束能量被樣品表面反射；

b、樣品表面反射的光束5第二次穿過聚焦透鏡2，然后光束6經過泵浦光反射裝置7反射；

c、由泵浦光反射裝置7反射的激光光束8第三次照射到聚焦透鏡2上，然后穿過聚焦透鏡2的光束9再次會聚到樣品4表面的輻照點，與第一次經過聚焦透鏡2會聚到樣品表面上的輻照點重合，并再次被樣品4表面反射并第四次穿過聚焦透鏡，依次重復上述步驟，光束不停地在樣品4和泵浦光反射裝置7之間反射傳輸，直至反射光束的能量不足以引起樣品上輻照點的光束輻照強度為止。

見圖2，對于高能量透射率的樣品，即透射型樣品的光束能量回收利用的方法，具體包括以下步驟：

a、泵浦光束1照射到前聚焦透鏡2上，然后第一次穿過前聚焦透鏡2的光束3會聚到樣品4前表面的輻照點，其中大部分激光能量從樣品4后表面透射；

b、透射出的光束5第一次經過后聚焦透鏡6，經過后聚焦透鏡6的光束7經后泵浦光反射裝置8反射；

c、由后泵浦光反射裝置8反射的光束9第二次經過后聚焦透鏡6，然后穿過后聚焦透鏡6的光束10從樣品4后表面入射到樣品4前表面的輻照點，因為聚焦透鏡的光學特性，此次聚焦后的光點在樣品前表面上與第一次聚焦后的光點重合；

d、從樣品4前表面出射的光束11第二次經過前聚焦透鏡2，然后激光光束12經前泵浦光反射裝置13反射；