[實用新型]一種激光等離子體的動量測量裝置

有效

• 申請號: 201520862486.X
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN205103273U
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 梁文飛;張思齊;湯偉沖;肖珂
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01P3/68
• 分類號: G01P3/68
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 朱麗華

技術領域

本實用新型涉及激光等離子體推進測量領域，特別是涉及一種激光等離子體的動量測試裝置。

背景技術

強激光與靶相互作用時產生超音速噴射的等離子體，根據動量守恒，在等離子體噴射的反方向產生一個作用力，該作用力可以作為一種新的推進源，這就是激光等離子體推進的基本原理。由于激光等離子體推進技術在推進比沖、發射成本、環保、安全等方面的優勢，在過去的幾年內獲得了迅速的發展。等離子體產生的動量是激光等離子體推進中首先要考慮的問題，由于激光等離子體產生的動量很小，并且等離子體與物體的作用時間很短，因此如何測量該等離子體的動量，特別是動量中的速度是一個首先需要解決的問題。對于激光等離子體的動量測量，在實際實驗中是利用動量守恒原理來實現的，根據動量守恒，被激光燒蝕的物體的動量即靶的動量便是等離子體的動量，對于靶動量來說，關鍵是得到靶的速度。目前在實驗上一般采用單擺法測量，該方法是將激光燒蝕的靶懸掛成一個單擺，通過測量靶在燒蝕后擺動的角度或振幅獲得靶的速度。由于該方法是一種結構簡單、操作方便、測量精度相對較高的測量方法，而被多數研究小組采用，但是該方法是間接測量，引入誤差較大。

發明人在之前的研究中提出了一種單光源-直角棱鏡平行雙探測光束測量方法，該單光源-直角棱鏡平行探測光束測量方法消除了靶本身寬度與探測光光斑尺寸對速度測量的影響，但由于兩束探測光束是由直角棱鏡折返而成，受光學玻璃加工水平限制，兩束光之間的距離相差較大，測量精度相對不高，而且在光路調節上相對困難。

由此可見，上述現有的激光等離子體的動量測量裝置在結構、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種測量精度高、光路調節簡單的新的激光等離子體的動量測量裝置,實屬當前重要研發課題之一。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題是提供一種測量精度高、光路調節簡單的激光等離子體的動量測量裝置，使其克服現有激光等離子體動量測量裝置的不足。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種激光等離子體的動量測量裝置，包括光源、單擺、第一全反鏡、第二全反鏡、光電管和示波器，所述光源發出的第一探測光束經第一全反鏡反射進入第二全反鏡，由第二全反鏡反射出第二探測光束，所述第二探測光束與第一探測光束交叉后射向所述光電管，所述光電管與所述示波器連接，所述單擺包括靶和設置在靶下方的細絲，所述細絲擺動時分別擺過所述第一探測光束和第二探測光束。

作為本實用新型的一種改進，所述第一全反鏡和/或第二全反鏡可調節反射角度。

進一步改進，所述靶為雙線懸掛靶。

進一步改進，所述光源為氦氖光光源。

采用上述設計后，本實用新型至少具有以下優點：

本實用新型采用單光源和兩全反鏡相結合，形成兩束同光源又相交的探測光束，可以實現兩束探測光束間距的任意調節，操作簡單；且光電管采集到的光強大，數據準確完備，測量精度高、測量結果不受探測光束間距調節的限制，適用于速度低、位移小的激光等離子體動量的測量。

附圖說明

上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

圖1是本實用新型等離子體的動量測量裝置的結構以及光路示意圖。

具體實施方式

參照附圖1所示，本實用新型一種激光等離子體的動量測量裝置，包括光源101、單擺、第一全反鏡106、第二全反鏡107、光電管102和示波器109。

單擺包括靶103和設置在靶103下方的細絲104,該靶103為與強激光相互作用的燒蝕靶，當強激光與靶103作用時產生的等離子體給靶一個反作用力，推動靶103擺動，該細絲104隨靶103的擺動而擺動。該靶103用雙線懸掛起來，構成一個雙線單擺，雙線單擺可以很好的解決靶的左右擺動問題。

光源101為氦氖光光源，用于發出連續的、光斑直徑很小的探測光。當然，其它能夠提供該光束的光源也可使用。

光源101發出的第一探測光束105經第一全反鏡106反射進入第二全反鏡107，由第二全反鏡107反射出第二探測光束108，第二探測光束108與第一探測光束105交叉后射向光電管102，光電管102與示波器109連接。