[發明專利]一種納秒雙光子激光激發熒光測量系統

在審

• 申請號: 202010834175.8
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111855488A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 董述萍
• 申請（專利權）人: 董述萍
• 主分類號: G01N9/24
• 分類號: G01N9/24;G01N21/64;G01N21/01;G01K11/00;G01K11/28
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本發明公開了一種納秒雙光子激光激發熒光測量系統，包括激光器單元、等離子體裝置、吸食器、濾光片、聚焦透鏡、光纖架、光纖、APD探測器以及采集系統，本發明本具有結構簡單、設計合理、安裝維護快捷的優點，同時，能夠不直接接觸的等離子體，不會對等離子體產生干擾，時間分辨率高、測量準確的優點。

技術領域

本發明涉及等離子體診斷技術領域，具體的說涉及一種納秒雙光子激光激發熒光測量系統。

背景技術

物質原子內的電子在脫離原子核的吸引而形成帶負電的自由電子和帶正電的離子共存的狀態，此時，電子和離子帶的電荷相反，但數量相等，這種狀態稱作等離子態。

其中，當采用氫氣放電時，可產生氫等離子體。對氫等離子體的研究能幫助人們更好的理解等離子體的物理性質以及化學性質。

目前，傳統測量測量中性氫的方式是將探測器伸進等離子體中，這樣可以測量到中性氫的密度，但是會對等離子體產生干擾，不能做無干擾測量，并且傳統方式的時間分辨率較低，不能實現時間高分辨率的測量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種納秒雙光子激光激發熒光測量系統，用以克服上述問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種納秒雙光子激光激發熒光測量系統，包括激光器單元、等離子體裝置、吸食器、濾光片、聚焦透鏡、光纖架、光纖、APD探測器以及采集系統，

所述激光器單元設置等離子體裝置的激光窗口的前端，吸食器設置激光的終點，激光器單元包括Nd:YAG激光器、染料激光器、KDP晶體以及BBO晶體，所述Nd:YAG激光器的產生的512nm的激光作為泵浦光進入染料激光器，所述染料激光器產生615nm激光，615nm激光先后經過KDP晶體以及BBO晶體產生205nm激光；

所述等離子體裝置設置有激光窗口(4)以及信號觀察窗；

所述濾光片設置在所述聚焦透鏡和所述信號觀察窗之間；

所述光纖的一端固定在光纖架上，光纖的端面設置在聚焦透鏡的焦點上，光纖的另一端對準APD探測器；

所述APD探測器的輸出電壓通過采集系統采集。

進一步的，所述Nd:YAG激光器產生的激光的能量為300mJ-1.5J，線寬為1cm^-1、染料激光器(13)的產生激光的能量為150-300mJ，線寬為0.04cm^-1，BBO晶體合頻后的205nm激光的能量為0.5-10mJ,線寬為0.07cm^-1。

進一步的，所述KDP晶體的e光與光軸夾角θ為71.4°，入射光與晶體夾角φ為90°；所述BBO晶體的θ角為71.4°，φ為90°。

進一步的，所述濾光片為帶通濾光片，透過的波段為644nm-646nm，透過率大于95％。

進一步的，所述激光窗口的透過波長包含205nm。

進一步的，所述探測器為APD陣列探測器，探測波段為300nm-900nm。

進一步的，所述吸食器設置吸食器底座以及吸食器邊框，中間設置有多面的鋸齒狀的三角形金屬片，形成百葉狀結構。

本發明的有益效果是：

(1)本發明具有結構簡單、設計合理、安裝維護快捷的優點；

(2)本發明的技術方案中，通過激光的激發基態的中性氫氫，對熒光進行測量的方式來測量中性氫的密度、溫度，能夠不直接接觸的等離子體，不會對等離子體產生干擾；