CN109901288B - 一种激光直射光及其前向散射光光陷阱装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光直射光及其前向散射光光陷阱装置，包括有环形外壳，在环形外壳的上端连接有圆形盖板，在圆形盖板的内侧中心处垂直的固定有通光板，在通光板的中心开有通光孔，在圆形盖板的中心处开有与通光孔相通的通孔，在通光孔的上端内侧设有台阶，在通光孔的台阶处设有黑色玻璃和散热片，在圆形盖板内侧还固定有多个环形空心圆锥，多个环形空心圆锥依次套叠在通光板的外侧。本发明采用多个圆锥方式使入射光在光陷阱内多次来回反射达到消光目的，具有开口直径大，整体尺寸和重量较小，消光能力强的特点。

Description

一种激光直射光及其前向散射光光陷阱装置

技术领域

本发明涉及杂光抑制技术领域，尤其涉及一种激光直射光及其前向散射光光陷阱装置。

背景技术

气溶胶微粒光散射特性的测量是大气气溶胶遥感精度提高的前提之一。激光由于单色性好，亮度高，发散角小，常作为微粒光散射特性测量仪器的光源。气溶胶微粒散射光角度积分强度通常只有光源的10^-4量级；而对于微粒粒径较大的粒子（与光源波长相当或更大），前向散射光强度往往会数量级上高于后向散射光强度。这就导致封闭式微粒散射测量仪测量气溶胶微粒后向光散射特性时极易被激光直射光和前向散射光引起的杂光影响导致其信噪比降低甚至信号被杂光覆盖。

市场上常见的激光光陷阱通常开口直径较小，只有几厘米，仅能抑制激光直射光和很少部分前向散射光。对于封闭式激光微粒散射测量仪器，散射路径越长，参与散射的气溶胶微粒就越多，数据越能准确反映微粒的平均角度效应。但与此同时，相同散射角形成的弥散斑越大，需要的光陷阱的开口就越大。目前尚无合适的光陷阱装置或方案能满足这种大开口、强消光能力的需求。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种激光直射光及其前向散射光光陷阱装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种激光直射光及其前向散射光光陷阱装置，包括有环形外壳，在环形外壳的上端连接有圆形盖板，在圆形盖板的内侧中心处垂直的固定有通光板，在通光板的中心开有通光孔，在圆形盖板的中心处开有与通光孔相通的通孔，在通光孔的上端内侧设有台阶，在通光孔的台阶处设有黑色玻璃和散热片，在圆形盖板内侧还固定有多个环形空心圆锥，多个环形空心圆锥依次套叠在通光板的外侧。

所述的空心圆锥和通光板的上端均通过螺钉固定在圆形盖板内侧，空心圆锥和通光板的高度均小于环形外壳的高度。

所述的通光板的外壁下端为锥形。

所述的环形空心圆锥为空心部分为圆柱形，外表面为锥形，或者空心部分为锥形，外表面为圆柱形，或者空心部分和外表面均为锥形。

所述的环形空心圆锥朝向圆形盖板端开有减重槽。

所述的多个环形空心圆锥为5个，数量可根据实际情况进行调整。

所述的黑色玻璃倾斜的放置在通孔孔内，所述的散热片有两片，两片散热片朝里部分均发黑处理，黑色玻璃通过导热硅胶脂紧贴第一散热片，第二散热片竖直的固定在通光孔内的台阶上，黑色玻璃的上端与第二散热片的上端连接且接缝处通过堵头进行光学密封。

所有机械零件消光面均进行发黑处理，黑色玻璃表面粗糙度小于40nm。

所述外壳接口以与仪器其他部分实际接口为准。

所述空心圆锥尖端部分为小圆弧结构；

作为上述装置的一种改进，所述结构件粗糙度较高时可发黑后在消光面喷涂消光黑漆。

本发明的优点是：1、本发明采用多个圆锥方式使入射光在光陷阱内多次来回反射达到消光目的，具有开口直径大，整体尺寸和重量较小，消光能力强的特点。

2、本发明采用在圆锥背后开减重槽的方式，使整体重量大幅度减轻；采用多级圆锥组合安装的方式，降低了加工和装配难度。

3、本发明采用外壳接口按需更换的设计，使装置可移植性提高，可针对不同需要的相关仪器进行专门设计对接；采用外壳高度高于圆锥尖端部分的设计，更易于保护装置关键表面，使其安全性和存储性提高。

附图说明

图1为本发明激光光陷阱整体结构示意图。

图2为本发明激光光陷阱整体结构剖面图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种激光直射光及其前向散射光光陷阱装置，包括有环形外壳1，在环形外壳1的上端连接有圆形盖板2，在圆形盖板2的内侧中心处垂直的固定有通光板3，在通光板3的中心开有通光孔4，在圆形盖板2的中心处开有与通光孔4相通的通孔，在通光孔4的上端内侧设有台阶，在通光孔的台阶处设有黑色玻璃5和散热片，在圆形盖板2内侧还固定有多个环形空心圆锥6，多个环形空心圆锥6依次套叠在通光板3的外侧。

所述的空心圆锥6和通光板3的上端均通过螺钉7固定在圆形盖板2内侧，空心圆锥6和通光板3的高度均小于环形外壳1的高度。

所述的通光板3的外壁下端为锥形。

所述的环形空心圆锥6为空心部分为圆柱形，外表面为锥形，或者空心部分为锥形，外表面为圆柱形，或者空心部分和外表面均为锥形。

所述的环形空心圆锥6朝向圆形盖板端开有减重槽11。

所述的多个环形空心圆锥6为5个，数量可根据实际情况进行调整。

所述的黑色玻璃5倾斜的放置在通孔孔内，所述的散热片有两片，两片散热片朝里部分均发黑处理，黑色玻璃通过导热硅胶脂紧贴第一散热片8，第二散热片9竖直的固定在通光孔内的台阶上，黑色玻璃的上端与第二散热片9的上端连接且接缝处通过堵头10进行光学密封。

1、如图2所示，本发明的激光光陷阱由直射光光陷阱部分和前向散射光光陷阱部分组成。

2、黑色玻璃5材料具有强吸收激光光源波段附近光的特性，损伤阈值高于激光强度。散热片材料为导热性好的紫铜，散热片和黑色玻璃之间涂有导热硅脂。零件接缝处用堵头进行光学密封。直射光光陷阱部分也可吸收较小角度激光前向散射光。

3、如图2所示，所述前向散射光光陷阱部分由5个空心圆锥6和外壳依次套叠组成。通过多颗螺钉固定于圆形盖板上。

4、本实施例空心圆锥和外壳之间配合间隙均为小间隙配合，消光面光洁度要求Ra0.8。

5、本实施例黑色玻璃面粗糙度小于40nm，可见光波段光吸收率高于98%。

6、本实施例总开口大小为直径362mm，长165mm，重量13.3kg。

7、本实施例空心圆锥高度比外壳高度低2mm，有利于保护其尖端部分。需要注意的是尖端部分应避免出现平坦结构，应尽量尖锐，最尖处采用小圆弧结构过渡。

8、本实施例θ为前向散射角度，β为后向散射角度。

9、最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种激光直射光及其前向散射光光陷阱装置，其特征在于：包括有环形外壳，在环形外壳的上端连接有圆形盖板，在圆形盖板的内侧中心处垂直的固定有通光板，在通光板的中心开有通光孔，在圆形盖板的中心处开有与通光孔相通的通孔，在通光孔的上端内侧设有台阶，在通光孔的台阶处设有黑色玻璃和散热片，在圆形盖板内侧还固定有多个环形空心圆锥，多个环形空心圆锥依次套叠在通光板的外侧；

所述的空心圆锥和通光板的上端均通过螺钉固定在圆形盖板内侧，空心圆锥和通光板的高度均小于环形外壳的高度；

所述的通光板的外壁下端为锥形；

所述的环形空心圆锥为空心部分为圆柱形，外表面为锥形，或者空心部分为锥形，外表面为圆柱形，或者空心部分和外表面均为锥形；

所述的环形空心圆锥朝向圆形盖板端开有减重槽；

所述的黑色玻璃倾斜的放置在通孔孔内，所述的散热片有两片，两片散热片朝里部分均发黑处理，黑色玻璃通过导热硅胶脂紧贴第一散热片，第二散热片竖直的固定在通光孔内的台阶上，黑色玻璃的上端与第二散热片的上端连接且接缝处通过堵头进行光学密封。

2.根据权利要求1所述的一种激光直射光及其前向散射光光陷阱装置，其特征在于：所述的多个环形空心圆锥为5个。

Images