CN113916540B - 一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光点火相关技术领域，并公开了一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统。该系统包括激光发射单元，微波发射单元、点火器和定容燃烧弹，激光发射单元用于发射激光，微波发射单元用于产生微波，点火器用于接收来自激光发射单元发射的激光和微波发射单元产生的微波，并利用激光和微波进行点火，定容燃烧弹设置在点火器的下方，点火器的点火头设置在定容燃烧弹中，将燃烧过程与外界隔绝。通过本发明，将微波和激光点火耦合起来，为深入研究微波增强激光点火过程，等离子体增强燃烧机理，以及微波增强激光点火在实机上的潜在运用提供基础研究手段。

Description

一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统

技术领域

本发明属于激光点火与内燃机点火相关技术领域，更具体地，涉及一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统。

背景技术

在面对日益严苛的排放法规，催生了稀薄燃烧和废气再循环等技术在车用发动机上的运用，以往备受青睐的电火花点火装置在面对如此稀薄的混合气时的点火效果大大减弱，更不必说，在高速飞行器燃烧室内高速稀薄气流中，电火花点火系统导致的点火困难以及燃烧不稳定；但单纯的提高点火能量会使火花塞电极烧蚀加剧，有效寿命迅速缩减。此外由于电火花系统固定不变，不能实现点火位置的变动及精确控制，同时火花塞中电极凸起的存在也会导致工程师精心设计燃烧室内部流场破坏。面对稀薄燃烧，目前高能电火花点火系统的点火性能已经接近极限。

作为一种新型点火技术，激光点火利用聚焦后的激光光束通过各种物理和化学过程点燃燃料。由于其点火位置灵活可变，并不需侵扰流场等优点而备受瞩目，国内外著名内燃机相关公司都进行了内燃机燃烧室激光点火的尝试，并申请了多项专利CN 101463790B，CN 107076100A，CN112796918A，CN 200680044274。目前激光点火的实际应用很大程度上受到激光点火器的体积、功耗等因素，更强功率的激光光源需要更复杂和更大的激光器，如何在较小功率的激光辐照下，获得最大化的点火性能，这对于激光点火在发动机上的应用秉要执本。目前开发的内燃机激光点火系统，主要有锥形腔激光点火系统和基于光分束器的激光多点点火系统。但锥形腔激光点火系统需要在活塞内设置锥形腔来收集剩余的激光能量，但锥形腔会改变内燃机燃烧室结构，降低内燃机热效率，故而实用性不高。而基于光分束器的激光点火系统，其系统成本较高，大功率激光器尺寸大，对散热要求苛刻，故而不适合商业化应用。另外，激光点火技术，对激光光路的透光率要求较高，而内燃机燃烧会在燃烧室内产生碳烟和水蒸气，容易粘附或者凝结在激光光路元件上，会弱化激光点火性能。上述三个原因，阻碍激光点火技术在内燃机中的应用。

鉴于燃烧中的火焰由于其温度很高，热电离度高，内部存在大量的电子、离子以及自由基，因此火焰是一种等离子。而微波辅助燃烧技术作为一种新型燃烧方式，能利用高频微波场下火焰等离子体内部的电子的加速作用通过电子碰撞反应产生大量化学活性物质，从而实现火焰传播速度、降低火焰不稳定性、拓展稀燃极限以及减少排放的效果。

CN 109712858A公开了一种通过微波增强激光从而产生多种离子的强流离子源装置，该专利主要利用谐振腔内的微波谐振增强激光等离子体，而内燃机内部的燃烧室设计精密，利用谐振腔产生微波谐振增强的方法很难在内燃机气缸内利用；CN 107014804 A公开了一种利用天线将微波定向的辐照进入激光等离子体中，从源头减少多元素光谱线的自吸收效应。该发明试验台架处于开放环境，难以进行预混点火研究；同时微波和激光分为两路进行布置，设备结构不够紧凑，不适合微波增强激光点火技术在内燃机上实机布置，此外该发明中激光焦点和微波天线布置位置调整困难：天线过于靠近激光焦点，会挡住激光，激光能量损失；天线过于远离激光焦点，微波能量很难进入激光等离子体内部。

综上所述，鉴于现有激光点火技术的优点和其不足，进一步寻求内燃机新型点火方式，从而可以提高内燃机的点火效率，优化内燃机的燃烧过程，提升内燃机热效率，实现内燃机的进一步节能减排。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，用于模拟微波增强激光点火，为深入研究微波增强激光点火过程，等离子体增强燃烧机理，以及微波增强激光点火在实机上的潜在运用提供基础研究手段。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，该系统包括激光发射单元，微波发射单元、点火器和定容燃烧弹，其中：

所述激光发射单元用于发射激光，所述微波发射单元用于产生微波，所述点火器用于接收来自所述激光发射单元发射的激光和微波发射单元产生的微波，并利用激光和微波进行点火，所述定容燃烧弹设置在所述点火器的下方，所述点火器的点火头设置在所述定容燃烧弹中，以此与空气隔绝，其中，

所述点火器包括纵向的发射部分和横向的传输部分，该发射部分和传输部分均呈中空结构，发射部分用于与所述激光发射单元连接，该发射部分沿中心轴方向设置有纵向天线内导体，该纵向天线内导体延伸至发射部分外，其底端作为点火头，所述发射部分的顶部设置有透明导电薄膜，激光穿过该透明导电薄膜进入该发射部分的中空结构中，所述发射部分的下端设置有凸透镜，激光通过该凸透镜汇聚在所述点火头处；所述传输部分与所述微波发射单元连接，其横向中心轴方向设置有横向天线内导体，该横向天线内导体与所述纵向天线内导体相交，微波沿所述横向天线内导体和纵向内导体传播至所述点火头处，在所述点火头处点火。

进一步优选地，所述实验系统还包括观测单元，该观测单元用于观测所述定容燃烧弹中的点火过程。

进一步优选地，所述激光点火发射系统包括时序控制器、激光功率调节器、脉冲激光器、光纤、发散透镜和反射镜，其中，所述时序控制器同时与所述微波发生单元连接，用于控制激光发射单元与微波发射单元产生同步信号，所述激光功率调节器用于调节激光发射的功率，所述脉冲激光器用于发射激光，所述光纤用于传播激光，所述发散透镜用于将激光点光源转化为一束平行光，所述反射镜用于改变光路方向，将激光导入所述点火器中。

进一步优选地，所述微波发射单元包括调节器、电源、磁控管、环形器、调配器、耦合器和功率检波器，其中，所述调节器用于调节微波参数，环形器用于保证微波从磁控管到所述点火器定向传输，所述调配器用于调整微波传输阻抗，使传输进入点火器的功率最大化，所述耦合器配合所述功率检波器用于获得实时微波正向和反射功率。

进一步优选地，所述环形器的下方连接有负载，该负载用于消耗从所述点火器反射回来的微波能量，防止额外反射能量进入磁控管，导致磁控管损坏。

进一步优选地，所述观测单元包括光源，光学透镜和光学捕捉设备，所述光源用于产生背景光，在所述定容燃烧弹的两侧均设置有所述光学透镜，光源侧的光学透镜用于将点光源变为平行光，所述光学捕捉设备用于检测定容燃烧弹内部的燃烧过程，光学捕捉设备侧的光学透镜用于将经过定容燃烧弹的平行光重新变为可被所述光学捕捉设备拍摄的点光。

进一步优选地，所述光学捕捉设备为相机或者光谱仪。

进一步优选地，所述透明导电薄膜具备使得激光能够穿过，微波不能透过的性质，避免微波穿透至点火器外部。

进一步优选地，所述发射部分中设置有安装套筒，该安装套筒用于安装所述凸透镜，通过该安装套筒上的旋钮调节所述凸透镜在所述发射部分中的纵向位移，以此改变所述凸透镜的位置。

进一步优选地，所述传输部分的中空部分中填充有填充物，一方面用于支撑所述横向天线内导体，另一方面作为微波传导的介质。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：

1.本发明在原理方面将微波增强和激光点火耦合：利用少量激光能量聚焦产生的化学和物理效应点燃混合气，产生一个等离子点火核心，同时利用集成的微波天线馈入微波，将微波能量集中在激光点火核心附近，利用微波的电磁效应，加速激光点火核心中的电子以产生高能电子，并与其他中性粒子以及离子碰撞产生额外的自由基以及激发态粒子等活性物质，这些活性物质的存在将加速点火核心的膨胀过程以及火焰传播速度。与传统直接利用激光点火相比，微波的馈入能降低对激光能量的要求，利用尽量少的激光能量获得可观的点火效果，以此降低激光发生器的功率和散热要求，最终降低激光点火器的尺寸和成本，方便激光点火系统在整车上的布置，为今后的激光点火步入实际奠定了基础；

2.本发明在结构设计方面采用了集成点火器的设计：利用透明导电薄膜，天线内导体和凸透镜等结构，将微波发射和激光传输耦合在一个点火器内，一方面，针对激光点火系统结构较为复杂的现状，集成点火器的设计结构简单紧凑，无需额外布置微波传输通路；另一方面，针对激光点火系统对光路透光率的严苛要求，由于微波通过激光光路，可以利用微波辐照下的谐振和加热作用，加速附着在聚焦透镜上的细小碳烟和水蒸气的氧化和蒸发，增加了透光率，减少了激光点火系统中由于燃烧产物造成的光损失；也为今后的激光点火器的设计提供了一种光路自清洁的思路。

3.本发明在操作技术方面实现多种参数可控，包括：燃料气体参数、微波参数、激光参数、相位延迟、激光焦点和微波天线直接的距离等，可以开展单个参数的研究，也可以将多个参数结合需求最佳微波增强激光点火效果，可以为微波辅助激光点火提供大量的一手基础试验数据。

附图说明

图1是按照本发明的优选实施例所构建的微波辅助激光点火实验系统的结构示意图；

图2是按照本发明的优选实施例所构建的点火器的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-点火器，2-时序控制器，3-脉冲激光器，4-光纤，5-发散透镜，6-反射镜，7-激光功率调节器，8-电源，9-磁控管，10-环形器，11-调配器，12-耦合器，13-微波参数调节器，14-负载，15-功率检波器，16-定容燃烧弹，17-光学捕捉设备，18-计算机，19-光源，20-光学透镜；

101-点火器本体，102-安装筒，103-纵向天线内导体，104-凸透镜，105-横向天线内导体，106-填充物，107-安装座，108-基座、109-透明导电薄膜、110-盖板、111-压圈、112-旋钮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

一种利用微波电磁效应增强激光点火过程的实验系统，通过全新发明的集成微波辅助激光点火器，将激光点火和微波增强耦合，利用微波导致的电子碰撞反应产生的热效应和化学动力学效应等，增强激光点火性能，该台架研究工况可调，具体包括：激光功率、微波参数、天线和激光焦点之间的布置、相位延迟等，并利用相应的光学诊断手段对微波辅助激光点火过程进行细致分析研究。

该系统包括点火器、激光发射单元、微波发射单元、时序控制器和观测单元。

点火器1包括点火器本体101、安装筒102、纵向天线内导体103、凸透镜104、横向天线内导体105、安装座107、基座108、透明导电薄膜109、盖板110、压圈111、旋钮112。点火器本体101主体呈现T形的内部空心的圆筒，上部用来导入平行激光光束，平行光束直径小于点火器本体内径，经过凸透镜104后，平行激光光束在点火器本体101下部，重新汇聚为一个直径2mm的点光源，以利用激光的物理加热和化学动力学效应成功点火，形成一个点火火核。而点火器本体101一侧安装有同轴传输段，用以传输从微波系统导入的微波，横向天线内导体105伸出至点火器本体中央与天线内导体接触，微波在纵向天线内导体103和点火器本体101之间传播，纵向天线内导体103下部略长于点火器本体101以便发射微波，由于微波天线伸出段尖端的影响，大部分微波能量汇聚至天线尖端，在天线尖端附近形成强微波场，可以加速激光点火火核附近的电子碰撞反应，最终达到增强点火的作用。

纵向天线内导体103在点火器本体101内部同轴布置，纵向天线内导体103上部为一半球，半球直径略大于纵向天线内导体103；相应的，基座108开有通孔，确保天线内导体可以穿过，基座108上部中心还开有一个半球盲孔，盲孔直径与天线内导体半球直径相同，将纵向天线内导体103插入基座108，利用天线内导体自重固定天线；基座108安装在安装座107内部，安装座107通过螺纹与点火器本体101连接，通过将安装座107旋进或旋出点火器本体101，可调整纵向天线内导体103下部伸出段的长度。基座108采用高透光率玻璃为材质，以减少激光能量的光程损失；基座108上部附有透明导电薄膜109，该透明导电薄膜109既要有足够的透光率，使激光能够穿过，又要阻隔微波透过，防止微波能量从点火器本体101上部泄露损失，基于上述理论，透明导电薄膜109可采用但不局限于掺锡氧化铟薄膜(ITO)；纵向天线内导体103需要经受火焰的炙烤和激光-微波等离子体的烧蚀，选择可耐高温的材料，比如钨丝；纵向天线内导体103的直径应该尽量细，从而减少由于天线内导体光路阻挡而减少的激光能量，根据天线传输知识，以选取同轴天线损耗最低的76Ω阻抗为例，内外导体直径比为1/3.6，相应的由于天线内导体阻挡而损耗的能量比即面积比，为0.077；右侧同轴段采用标准N-J型接口与微波产生和传输系统相接，同轴段内部填充有填充物106一方面保证微波的传播，另一方面用于支撑固定传输内导体；横向天线内导体105通过套接的方式与天线内导体连接，横向天线内导体105末端开有一个通孔，通孔轴线与点火器本体垂直段轴线重合，纵向天线内导体103直接穿过通孔布置；凸透镜104中心轴线开有通孔，纵向天线内导体103直接穿过凸透镜104，伸出至点火器本体101下部，略高于激光焦点防止激光直接汇聚打在天线内导体上；凸透镜104采用平凸透镜，凸面向上，一方面，方便与盖板110紧密安装，另一方面，防止由于灼烧和划痕导致的凸透镜104曲率发生变化；盖板110安装在凸透镜104下部，用以阻挡火焰以及密封，盖板110为三层复合板，中间层为柔性的透明材料，既起到密封的作用又不阻挡激光光路，可采用柔性PVC玻璃；盖板110两个外侧采用石英玻璃，防止火焰灼烧PVC玻璃和凸透镜104；盖板110靠近凸透镜104外侧石英玻璃上开有一定倾角，可利用定容弹体内部压力压紧盖板，加强密封效果。利用压圈111将分别将凸透镜104和盖板110通过螺纹旋压在安装筒102内部；点火器本体101上开有滑槽，安装筒102可以利用滑槽上下运动，用于调整凸透镜104位置，从而改变激光焦点的位置，使微波天线位置和激光点火位置之间距离可调；安装筒102高度要长于滑槽长度，使安装筒可以覆盖滑槽，防止微波能量从滑槽泄露；安装筒102通过滑槽外的旋钮112固定；点火器本体101和安装筒102内壁覆盖一层高反射率的材料，如铝箔，减少激光的光程损失。

激光发射单元包括时序控制器2、激光功率调节器7、脉冲激光器3、光纤4、发散透镜5和反射镜6，其中，脉冲激光器3接受到时序控制器2发出的同步信号后，脉冲激光器3发射功率可控的激光，通过光纤4传播，依次经过发散透镜5、反射镜6后，导入点火器1；根据实验需要，激光能量可通过激光功率调节器7连续可调，以便针对不同激光能量下的微波增强激光点火研究；激光通过发散透镜5由点光源变为一束平行光线，以减少在点火器1中由于微波天线阻挡光路而导致的激光能量损失；平行激光束通过特定角度布置的反射镜6后，辐照进入点火器1，平行光束直径略小于点火器1直径，严格与点火器同轴，保证尽量多的激光能量能辐照入所述点火器。

微波发射单元包括微波参数调节器13、电源8、环形器10、调配器11、耦合器12和功率检波器15，其中，电源8向磁控管9供电，磁控管9工作产生特定参数的微波，通过同轴电缆传输，依次经过环形器10，调配器11，耦合器12最终馈入所述点火器1，实现微波对激光点火过程的增强；微波参数调节器13可以配置磁控管9的工作状态和微波具体参数，工作状态包括脉冲波、连续波等，微波参数包括微波功率、脉冲频率、占空比等；负载14与环形器10的反射端相连，消耗从点火器1反射回来的微波能量，防止额外反射能量进入磁控管9，导致磁控管9损坏；耦合器12上的前项耦合端和反射耦合端分别连接功率检波器15，从而获得实时微波功率正向和反射状态；调配器11调整输出阻抗，结合功率检波器15，降低反射回来的微波能量，从而使微波馈入点火器功率最大化。

观测单元包括光源19，光学透镜20和光学捕捉设备17，所述光源19用于产生背景光，在所述定容燃烧弹的两侧均设置有所述光学透镜20，设置在光源侧的光学透镜用于将点光源变为平行光，设置在光学捕捉设备侧的光学透镜用于将经过定容燃烧弹的平行光重新变为可被所述光学捕捉设备拍摄的点光，所述光学捕捉设备用于检测定容燃烧弹内部的燃烧过程。

观测单元通过开有玻璃视窗的定容燃烧弹16、计算机18以及相应的光学捕捉设备17实现；定容燃烧弹16开有玻璃视窗，一方面将燃烧过程约束在定容燃烧弹内部，另一方面，玻璃视窗的存在实现了可视化研究微波增强激光点火过程；图1采用光学捕捉设备17是纹影法，但本发明专利不局限于纹影法，根据研究需要，可选择其他的观测单元，如背光诊断、光谱诊断等；光学捕捉设备17采集的实验数据将被导入至计算机18内进行处理分析。

时序控制器2主要用于产生多路同步信号分别控制各个装置之间的时序开闭，具体包括：脉冲激光器3、电源8以及光学捕捉设备17等，同步信号时序可控，可以实现各个装置之间的延迟或者提前开闭，实现不同时间相位延迟下的微波辅助激光点火实验研究。

上述实验系统进行模拟实验的实验方法，包括以下步骤：

(1)根据研究需要，通过将可调天线安装座旋进或旋出点火器本体，调整合适的天线伸出长度，为保证最佳的微波场强，一般保证伸出长度在四分之一波长左右；

(2)调低激光功率，打开激光光源，先将可调透镜安装筒升至最高，根据激光在天线内导体伸出段上的光环确定激光的焦点，在缓缓下降可调透镜安装筒将激光焦点置于天线尖端下部，天线尖端下部和激光焦点之间的距离可以根据需要调节，位置确定后利用滑槽旋钮固定，随后关闭激光光源；

(3)根据实验需要，先将定容燃烧弹抽成真空后，将燃料和空气提前按当量比预混后充入定容燃烧弹；

(4)根据实验需要，利用时序控制器配置多路信号之间的相位延迟，通过在不同激光点火时刻的馈入微波，探索不同延时相位下的微波辅助激光点火性能；

(5)根据实验参数差异，利用微波参数调节器配置不同微波参数具体包括：馈入脉冲频率、脉冲时长、微波功率可调等；

(6)利用激光功率调节器调整激光功率，利用时序控制器发出三路信号分别驱动脉冲激光器，磁控管电源以及观测单元，实现在激光点火过程中馈入微波，对点火过程进行增强，同时利用观测单元对燃烧过程进行诊断，以纹影系统为例，同步信号驱动高速相机，对火核尺寸和火核形貌进行拍摄，并在计算机中对点火数据进行分析；

(7)点火结束后，排空定容弹内废气，重复上述过程进行下一次实验。

针对目前激光点火系统的高成本和光路污染两大问题，本发明将微波激光点火耦合，一方面利用微波加速激光点火等离子体的生长和燃烧过程，利用尽量少的激光能量获得可观的点火效果，以此降低激光发生器的功率和散热要求，最终降低激光点火的尺寸和成本；另一方面，微波的谐振和加热作用，可以加剧附着在光路上的细小碳烟和水蒸气的氧化和蒸发，起到一定的自清洁的作用，以提高激光点火光路的透光性。更重要的，本发明提供一种集成激光和微波的实验台架及相应的研究方法，旨在厘清微波增强点火过程、深入探究微波增强激光点火机理，对于在日后过程中实现微波增强激光点火技术意义重大。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，其特征在于，该系统包括激光发射单元，微波发射单元、点火器（1）和定容燃烧弹（16），其中：

所述激光发射单元用于发射激光，所述微波发射单元用于产生微波，所述点火器（1）用于接收来自所述激光发射单元发射的激光和微波发射单元产生的微波，并利用激光和微波进行点火，所述定容燃烧弹（16）设置在所述点火器的下方，所述点火器的点火头设置在所述定容燃烧弹中，以此将燃烧过程与外界隔绝，其中，

所述点火器（1）包括纵向的发射部分和横向的传输部分，该发射部分和传输部分均呈中空结构，发射部分用于与所述激光发射单元连接，该发射部分沿中心轴方向设置有纵向天线内导体（103），该纵向天线内导体延伸至发射部分外，其底端作为点火头，所述发射部分的顶部设置有透明导电薄膜（109），激光穿过该透明导电薄膜进入该发射部分的中空结构中，所述发射部分的下端设置有凸透镜（104），激光通过该凸透镜汇聚在所述点火头处；所述传输部分与所述微波发射单元连接，其传输中心轴方向设置有横向天线内导体（105），该横向天线内导体与所述纵向天线内导体相交，微波沿所述横向天线内导体（105）和纵向天线内导体（103）传输至所述点火头处，在所述点火头处点火；所述透明导电薄膜（109）具备使得激光能够穿过，微波不能透过的性质，避免微波从点火器上部泄漏。

2.如权利要求1所述的一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，其特征在于，所述实验系统还包括观测单元，该观测单元用于观测所述定容燃烧弹中的点火过程。

3.如权利要求1或2所述的一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，其特征在于，所述激光发射单元包括时序控制器（2）、激光功率调节器（7）、脉冲激光器（3）、光纤（4）、发散透镜（5）和反射镜（6），其中，所述时序控制器（2）同时与所述微波发射单元连接，用于控制激光发射单元与微波发射单元产生同步信号，所述激光功率调节器（7）用于调节激光发射的功率，所述脉冲激光器（3）用于发射激光，所述光纤（4）用于传播激光，所述发散透镜（5）用于将激光点光源转化为一束平行光，所述反射镜（6）用于改变光路方向，将激光导入所述点火器中。

4.如权利要求1或2所述的一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，其特征在于，所述微波发射单元包括微波参数调节器（13）、电源（8）、磁控管（9）、环形器（10）、调配器（11）、耦合器（12）和功率检波器（15），其中，所述微波参数调节器（13）用于调节微波参数，所述环形器（10）用于保证微波从磁控管（9）到所述点火器（1）定向传输，所述调配器（11）用于调整微波传输阻抗，使传输进入点火器的功率最大化，所述耦合器（12）配合功率检波器（15）用于获得实时微波正向和反射功率。

5.如权利要求4所述的一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，其特征在于，所述环形器（10）的下方连接有负载（14），该负载用于消耗从所述点火器反射回来的微波能量，防止额外反射能量进入磁控管，导致磁控管损坏。

6.如权利要求2所述的一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，其特征在于，所述观测单元包括光源（19），光学透镜（20）和光学捕捉设备（17），所述光源（19）用于产生背景光，在所述定容燃烧弹的两侧均设置有所述光学透镜（20），设置在光源侧的光学透镜用于将点光源变为平行光，设置在光学捕捉设备侧的光学透镜用于将经过定容燃烧弹的平行光重新变为可被所述光学捕捉设备拍摄的点光，所述光学捕捉设备用于检测定容燃烧弹内部的燃烧过程。

7.如权利要求6所述的一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，其特征在于，所述光学捕捉设备为相机或者光谱仪光学诊断设备。

8.如权利要求1或2所述的一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，其特征在于，所述发射部分中设置有安装套筒（102），该安装套筒（102）用于安装所述凸透镜（104），通过该安装套筒上的旋钮（112）调节所述凸透镜（104）在所述发射部分中的纵向位移，以此改变所述凸透镜的位置。

9.如权利要求1或2所述的一种集成微波增强的激光等离子体点火实验系统，其特征在于，所述传输部分的中空部分中填充有填充物（106），一方面用于支撑所述横向天线内导体（105），另一方面作为微波传导的介质。

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