CN108871516A - 飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶装置 - Google Patents

Abstract

一种飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶装置，包括：T形支架、相同长度的第一钢丝和第二钢丝、防雨绸、称重传感器、滑动块和固定块；所述滑动块的两端分别和固定块的两端通过所述的第一钢丝和第二钢丝相连，在所述的第一钢丝和第二钢丝上穿有所述的防雨绸，所述固定块固定在所述T形支架的底端，所述称重传感器固定在所述T形支架的竖直部中部，所述的滑动块在所述的T形支架的竖直部上部滑动，所述的T形支架的水平部两端分别固定于云雾室机械手法兰面内侧，滑动块和固定块由铝合金材料制成。这种装置设计巧妙，操作简单，测量自动快速，能够精准的测量出激光诱导产生的冰晶量。

Description

飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶装置

技术领域

本发明涉及激光诱导雪形成，特别是一种飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶装置。

背景技术

随着激光技术的快速发展，超强超短激光脉冲在介质中产生了很多新奇的现象，例如当超强飞秒激光在空气中传输时，颠覆了人们对传统光束传输的认识。飞秒激光脉冲被入射到空气中时，这束光自行地约束成一条具有长寿命，直径不变，峰值功率极强，并且持续了几十米远的自导光通道。这种光通道由于像一条狭长的细丝，所以研究人员一般将其称作飞秒激光成丝或占等离子体通道。飞秒激光成丝源于光克尔效应产生的自聚焦和等离子体形成的散焦效应的动态平衡。由于飞秒光丝引发的超连续白光的产生，圆锥辐射以及钳制光强等特性，飞秒光成丝在远程遥感，雷电控制以及激光诱导水凝结等领域有着重要的价值。其中，其中激光诱导水凝结方面更是表现出巨大的潜在应用。因此，开展相关的基础研究和应用探索成为人们研究的热点领域。

目前，国内外关于激光诱导水凝结在外场和实验室中的相关研究已经有不少成果[参见文献1：J.Kasparian,M.Rodriguez,G.Méjean,J.Yu,E.Salmon,H.Wille,R.Bourayou,S.Frey,Y.-B.André,A.Mysyrowicz,R.Sauerbrey,J.-P.Wolf,and L.“White-light filaments for atmospheric analysis,”Science 301(5629),61–64(2003)；2：P.Rohwetter,J.Kasparian,K.Stelmaszczyk,Z.Hao,S.Henin,N.Lascoux,W.M.Nakaema,Y.Petit,M.Queiβer,R.Salamé,E.Salmon,L.and J.-P.Wolf,“Laser-inducedwater condensation in air,”Nat.Photonics 4(7),451–456,2010；3：S.Henin,Y.Petit,P.Rohwetter,K.Stelmaszczyk,Z.Q.Hao,W.M.Nakaema,A.Vogel,T.Pohl,F.Schneider,J.Kasparian,K.Weber,L.and J.-P.Wolf,“Field measurements suggest themechanism of laser-assisted water condensation,”Nat.Commun.2,456,2011；Yonghong Liu,Haiyi Sun,Jiansheng Liu,Hong Liang,Jingjing Ju,Tiejun Wang,YeTian,Cheng Wang,Yi Liu,See Leang Chin and Ruxin Li,Laser-filamentation-induced water condensation and snow formation in a cloud chamber filled withdifferent ambient gases,Opt.Express,2016,24(7):7364-7373]。而飞秒激光成丝诱导雪形成的研究中，对于激光诱导形成的雪的收集是研究人员关心的核心问题。便捷精准的收集激光诱导形成雪的方法一直是人们追求的目标。目前，人们一般主要还是借鉴传统的收集雪的方法，将激光诱导生成的雪，通过类似铲子的一种小铲子来完成。这种方法最大的弊端是过程麻烦、耗时多、测量误差大，从而导致无法真实分析激光成丝诱导雪形成过程中的现象。鉴于这些原因，我们设计提出了一种飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶装置。

发明内容

本发明提出一种飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶装置，该装置采用一个铝合金材料做成的T字形支架，上面安装滑动块，固定块，钢丝，防雨绸，称重传感器。这种装置设计巧妙，操作简单，测量自动快速，能够精准的测量出激光诱导产生的冰晶量。

本发明的技术解决方案如下：

一种飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶装置，其特点在于，包括：T形支架、相同长度的第一钢丝和第二钢丝、防雨绸、称重传感器、滑动块和固定块；

所述滑动块的一端和固定块的一端通过所述的第一钢丝相连，所述滑动块的另一端和固定块的另一端通过所述的第二钢丝相连，在所述的第一钢丝和第二钢丝上穿有所述的防雨绸；

所述固定块固定在所述T形支架的底端，所述称重传感器固定在所述T形支架的竖直部中部，用于测量所述的防雨绸上面收集到的冰晶，所述的滑动块在所述的T形支架的竖直部上部滑动。

所述的T形支架的水平部两端分别固定于云雾室机械手法兰面内侧。

所述的滑动块和固定块由铝合金材料制成。

所述的滑动块利用丝杠控制可以沿着所述的T形支架竖直部上部自由滑动。当所述的滑动块向着所述的固定块滑动时，所述的第一钢丝和第二钢丝围成面形慢慢地会从椭圆形面变成圆面，所述第一钢丝和第二钢丝上面所述的防雨绸也随之打开，从而开始收集激光诱导产生的冰晶，伴随着所述的防雨绸上面的冰晶量的积累，其质量同步被所述称重传感器所显示。

与现有技术相比，本发明具有如下的显著特点：

1、本发明所述的T形支架上设有的所述的滑动块前后滑动，伴随着钢丝的伸缩，巧妙的控制了所述防雨绸上面的收集冰晶的面积；

2、本发明通过所述T形支架上设有的称重传感器自动快速的测量出所述防雨绸上面收集的冰晶重量；

3、本发明通过所述的滑动块，固定块，防雨绸，钢丝以及称重传感器装置，使得激光诱导雪形成实验过程中获得的冰晶量的测量方便，快捷，最大限度地降低了实验过程中人为带来的误差。

附图说明

图1为本发明飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不应因此限制本发明的保护范围。

参阅图1，图1为本发明飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶装置的结构示意图,如图所示，该装置包括：T形支架1、相同长度的第一钢丝2和第二钢丝3、防雨绸4、称重传感器5、滑动块6和固定块7；

所述滑动块6的一端和固定块7的一端通过所述的第一钢丝2相连，所述滑动块6的另一端和固定块7的另一端通过所述的第二钢丝3相连，在所述的第一钢丝2和第二钢丝3上穿有所述的防雨绸4；

所述固定块7固定在所述T形支架1的底端，所述称重传感器5固定在所述T形支架1的竖直部中部，用于测量所述的防雨绸4上面收集到的冰晶，所述的滑动块6在所述的所述T形支架1的竖直部上部滑动。所述的T形支架1的水平部两端分别固定于云雾室机械手法兰面内侧。

滑动块6和固定块7由铝合金材料制成。所述的T形支架1顶部两端分别固定于云雾室机械手法兰面内侧面上。

经验证表明，本发明可以通过改变所述的滑动块与所述的固定块之间的距离，有效改变所述的第一钢丝和第二钢丝围成面形面积的大小，当滑动块向固定块靠近时，其形成面从椭圆形面变成圆面，导致其上面所述的防雨绸也打开，收集到激光诱导产生的冰晶，同时所述的称重传感器实时测出收集到冰晶。本发明装置设计巧妙，操作简单，测量自动快速，误差小，能够精准的测量出激光诱导产生的冰晶量。

Claims (3)

1.一种飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶装置，其特征在于，包括：T形支架(1)、相同长度的第一钢丝(2)和第二钢丝(3)、防雨绸(4)、称重传感器(5)、滑动块(6)和固定块(7)；

所述滑动块(6)的一端和固定块(7)的一端通过所述的第一钢丝(2)相连，所述滑动块(6)的另一端和固定块(7)的另一端通过所述的第二钢丝(3)相连，在所述的第一钢丝(2)和第二钢丝(3)上穿有所述的防雨绸(4)；

所述固定块(7)固定在所述T形支架(1)的底端，所述称重传感器(5)固定在所述T形支架(1)的竖直部中部，用于测量所述的防雨绸(4)上面收集到的冰晶，所述的滑动块(6)在所述的所述T形支架(1)的竖直部上部滑动。

2.根据权利要求1所述的飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶的装置，其特征在于，所述的T形支架(1)的水平部两端分别固定于云雾室机械手法兰面内侧。

3.根据权利要求1所述的飞秒激光诱导雪的全自动收集冰晶的装置，其特征在于，滑动块(6)和固定块(7)由铝合金材料制成。