[發(fā)明專利]一種實時監(jiān)測可調(diào)諧激光器輸出激光波長和能量的裝置及方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810065441.8 | 申請日： | 2018-01-23 |
| 公開（公告）號： | CN108303184A | 公開（公告）日： | 2018-07-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 彭江波;于楊;馬欲飛;呂澤方;李曉暉;常光;楊超博;樊榮偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | G01J9/00 | 分類號： | G01J9/00 |
| 代理公司： | 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206 | 代理人： | 高媛 |
| 地址： | 150000 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 可調(diào)諧激光器 平面激光光束 平面火焰 實時監(jiān)測 凸透鏡 輸出激光波長 光電倍增管 平凸柱透鏡 中心區(qū)域 參考光 濾光片 探頭 激光脈沖能量 穿過 分光鏡反射 平焰燃燒器 激光波長 激光光束 激光能量 實時獲得 試驗測量 試驗過程 試驗效果 熒光收集 偏移 分光鏡 探測區(qū) 波長 熒光 分出 可用 入射 矯正 聚焦 截止 輸出 激發(fā) 失敗 試驗 | ||
1.一種實時監(jiān)測可調(diào)諧激光器輸出激光波長和能量的裝置，其特征在于所述裝置由分光鏡、平凸柱透鏡、平焰燃燒器、濾光片、凸透鏡、光電倍增管和能量探頭構(gòu)成，其中：
所述平焰燃燒器、濾光片、凸透鏡和光電倍增管沿X軸方向依次設(shè)置；
所述分光鏡、平凸柱透鏡、平焰燃燒器和能量探頭沿Y軸方向依次設(shè)置；
所述平焰燃燒器接有甲烷/空氣預(yù)混燃氣供氣系統(tǒng)，形成穩(wěn)定的平焰火焰；
激光光束沿X軸入射，經(jīng)分光鏡反射分出一束參考光，參考光通過平凸柱透鏡形成平行于Y-Z平面的平面激光光束，平面激光光束穿過平面火焰中心區(qū)域并進入能量探頭；平面激光光束穿過平面火焰中心區(qū)域時激發(fā)平面火焰中的OH并產(chǎn)生熒光，凸透鏡將濾光片截止范圍內(nèi)的熒光收集并聚焦于光電倍增管探測區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時監(jiān)測可調(diào)諧激光器輸出激光波長和能量的裝置，其特征在于所述平焰燃燒器、濾光片、凸透鏡和光電倍增管為共軸形式存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時監(jiān)測可調(diào)諧激光器輸出激光波長和能量的裝置，其特征在于所述分光鏡、平凸柱透鏡、平焰燃燒器和能量探頭7為共軸形式存在。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時監(jiān)測可調(diào)諧激光器輸出激光波長和能量的裝置，其特征在于所述分光鏡與X軸呈45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時監(jiān)測可調(diào)諧激光器輸出激光波長和能量的裝置，其特征在于所述平凸柱透鏡的焦點位于平焰燃燒器的中心。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時監(jiān)測可調(diào)諧激光器輸出激光波長和能量的裝置，其特征在于所述濾光片為中心波長308nm的窄帶濾光片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時監(jiān)測可調(diào)諧激光器輸出激光波長和能量的裝置，其特征在于所述平面激光光束以及光電倍增管的探測區(qū)與凸透鏡的距離等于凸透鏡的焦距值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實時監(jiān)測可調(diào)諧激光器輸出激光波長和能量的裝置，其特征在于所述分光鏡采用石英白片，透射分光鏡的激光能量大于總能量的95%。
9.一種利用權(quán)利要求1-8任一權(quán)利要求所述的裝置實現(xiàn)對可調(diào)諧激光器輸出激光波長實時監(jiān)測的方法，其特征在于所述方法步驟如下：
步驟一、點燃平焰燃燒器，形成穩(wěn)定的平焰火焰；
步驟二、可調(diào)諧激光器輸出的激光光束沿X軸入射，經(jīng)分光鏡反射的參考光經(jīng)由平凸柱透鏡聚焦形成平行于Y-Z平面的平面激光光束，平面激光光束通過平焰火焰中心區(qū)域產(chǎn)生熒光；
步驟三、凸透鏡收集濾光片截止范圍內(nèi)的熒光信號，并焦距于光電倍增管的探測區(qū)；
步驟四、光電倍增管將獲得的熒光信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過獲得電信號強度的變化判斷可調(diào)諧激光器輸出的激光光束波長是否正確，當電信號數(shù)字最大時，輸出波長正確。
10.一種利用權(quán)利要求1-8任一權(quán)利要求所述的裝置實現(xiàn)對可調(diào)諧激光器輸出激光能量實時監(jiān)測的方法，其特征在于所述方法步驟如下：
步驟一、標定分光鏡的分光比例，繪制參考光和透射光的標定曲線；
步驟二、點燃平焰燃燒器，形成穩(wěn)定的平焰火焰；
步驟三、可調(diào)諧激光器輸出的激光光束沿X軸入射，經(jīng)分光鏡反射的參考光經(jīng)由平凸柱透鏡聚焦形成平行于Y-Z平面的平面激光光束，平面激光光束通過平焰火焰中心區(qū)域并進入能量探頭中；
步驟四、能量探頭實時獲得并記錄參考光能量，通過標定曲線計算透射激光能量；
步驟五、將透射光能量帶入試驗結(jié)果中，消除激光能量波動帶來的試驗誤差。
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