CN117516716A - 一种用于探测火焰温度的光学测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于探测火焰温度的光学测量装置，它属于燃烧测温技术领域。本发明解决了采用传统的CPP‑fs‑CARS进行测温时的准确率低的问题。本发明通过优化光路设计来改善双光斑匹配程度，有效抑制非共振背景噪声的产生，降低了传统的CPP‑fs‑CARS光路中的光束变形程度，大大提高了啁啾测温过程中三束光相互作用的程度，进而提高CARS信号的强度，减少CARS信号累积数量，获得了高信噪比、高灵敏度的CARS信号，实现单脉冲高速、精确的无接触测温。本发明方法可以用于燃烧测温技术领域。
Description
技术领域
本发明属于燃烧测温技术领域，具体涉及一种用于探测火焰温度的光学测量装置。
背景技术
燃烧过程中火焰的温度是影响反应途径和组分浓度的关键因素。获取准确的燃烧温度有助于提高燃烧效率和优化燃烧系统。飞秒相干反斯托克斯拉曼散射(Coherentanti-Stokes Raman scattering,CARS)光谱法通过检测分子的旋转和振动级间跃迁所产生的散射信号，实现对各类复杂流场温度分布的测量。其优势在于无需进行物理接触，测量对流体动力学影响小，且具有高时间和空间分辨率。总体来说，飞秒相干反斯托克斯拉曼散射技术以其高时间分辨率、高测量精度、无侵入性等特点，使其成为当前和未来燃烧过程测温与燃烧机理研究的一项重要技术手段，高质量的CARS信号是实现对火焰温度的高速且准确测量的关键。
飞秒CARS系统使用皮秒或飞秒脉冲作为激发光源检测瞬态过程的温度变化可获得高时间分辨率，具体方法为利用两束不同频率的飞秒脉冲激光作为泵浦光和探测光，当两束光的频差符合气体分子的旋转能级间隔时，会诱导气体分子产生相干反斯托克斯拉曼散射。根据稳态玻尔兹曼分布，气体旋转能级的分布与气体温度直接相关。通过检测CARS产生的反斯托克斯拉曼散射信号的频谱分布，可以分析出气体分子的旋转温度。
啁啾探测脉冲飞秒CARS光谱(CPP-fs-CARS)技术在普通飞秒CARS的基础上，使用一束强度稳定的主脉冲和一束短小的啁啾探测脉冲。啁啾脉冲与主脉冲在时间上同步，通过在探测光路中加入色散介质实现探测脉冲的时域拉伸和频域啁啾。这造成探测脉冲宽度由飞秒拉长至皮秒量级，同时不同频率分量在时间轴上发生分离。单条飞秒泵浦脉冲驱动的拉曼相干波包会在不同时刻与探测脉冲的不同频率部分发生作用，从而在频域上获得对应的CARS响应。但是传统的CPP-fs-CARS进行测温时会存在光束变形，因此，采用传统的CPP-fs-CARS进行测温时的准确率仍然较低，有效解决传统CPP-fs-CARS的光束变形问题是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为解决采用传统的CPP-fs-CARS进行测温时的准确率低的问题，而提出的一种用于探测火焰温度的光学测量装置。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：
一种用于探测火焰温度的光学测量装置，所述光学测量装置包括第一分束镜、第一平面反射镜、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜、第四平面反射镜、第五平面反射镜、第二分束镜、第六平面反射镜、第七平面反射镜、第八平面反射镜、第九平面反射镜、第十平面反射镜、第三聚焦透镜、第四聚焦透镜、第十一平面反射镜、第十二平面反射镜、第一光阑、第二光阑、第三光阑、第五聚焦透镜、火焰、第六聚焦透镜、第十三平面反射镜、玻璃棒；其中：
飞秒激光器发出的飞秒脉冲激光信号入射至第一分束镜后，经第一分束镜反射的光信号经过OPA后入射至第一平面反射镜的中心，经第一平面反射镜反射的光信号再入射至第一光阑的中心；
经第一光阑透射的光信号入射至第一聚焦透镜的中心，经第一聚焦透镜透射的光信号再入射至第二聚焦透镜的中心；
经第二聚焦透镜透射的光信号入射至第二平面反射镜的中心，经第二平面反射镜反射的光信号再入射至第三平面反射镜的中心；
经第三平面反射镜反射的光信号入射至第四平面反射镜的中心，经第四平面反射镜反射的光信号再入射至第五平面反射镜的中心；
经第五平面反射镜反射的光信号再入射至第五聚焦透镜；
经第一分束镜透射的光信号入射至第二分束镜的中心，经第二分束镜透射的光信号入射至第六平面反射镜的中心，经第六平面反射镜反射的光信号再入射至第七平面反射镜的中心；
经第七平面反射镜反射的光信号再入射至第五聚焦透镜；
经第二分束镜反射的光信号入射至第八平面反射镜的中心，经第八平面反射镜反射的光信号再入射至第二光阑的中心；
经第二光阑透射的光信号入射至玻璃棒的中心，经玻璃棒透射的光信号入射至第九平面反射镜的中心，经第九平面反射镜反射的光信号再入射至第十平面反射镜的中心；
经第十平面反射镜反射的光信号入射至第三聚焦透镜的中心，经第三聚焦透镜透射的光信号入射至第四聚焦透镜的中心；
经第四聚焦透镜透射的光信号入射至第十一平面反射镜的中心，经第十一平面反射镜反射的光信号再入射至第十二平面反射镜的中心；
经第十二平面反射镜反射的光信号入射至第五聚焦透镜；
入射至第五聚焦透镜的三束光汇聚到火焰上产生CARS信号光，CARS信号光经第六聚焦透镜的准直后入射至第三光阑的中心；
经第三光阑透射的光信号入射到第十三平面反射镜的中心，经第十三平面反射镜反射的光信号再入射到光谱仪进行信号采集。
进一步地，所述光学测量装置还包括第一平移台、第二平移台、第三平移台和第四平移台，所述第二聚焦透镜固定于第一平移台上，所述第四聚焦透镜固定于第二平移台上，所述第二平面反射镜和第三平面反射镜固定于第三平移台上，所述第九平面反射镜和第十平面反射镜固定于第四平移台上。
进一步地，所述光学测量装置还包括光学面包板，所述第一分束镜、第一平面反射镜、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜、第四平面反射镜、第五平面反射镜、第二分束镜、第六平面反射镜、第七平面反射镜、第八平面反射镜、第九平面反射镜、第十平面反射镜、第三聚焦透镜、第四聚焦透镜、第十一平面反射镜、第十二平面反射镜、第一光阑、第二光阑、第三光阑、第一平移台、第二平移台、第三平移台、第四平移台、第五聚焦透镜、火焰、第六聚焦透镜、第十三平面反射镜和玻璃棒均固设于光学面包板上。
进一步地，所述光信号入射至第一分束镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜、第四平面反射镜、第五平面反射镜、第二分束镜、第六平面反射镜、第七平面反射镜、第八平面反射镜、第九平面反射镜、第十平面反射镜、第十一平面反射镜、第十二平面反射镜和第十三平面反射镜时，入射的角度均为45度。
进一步地，所述飞秒激光器为掺钛蓝宝石飞秒激光器。
进一步地，所述掺钛蓝宝石飞秒激光器输出的飞秒脉冲激光信号的脉宽为40飞秒、中心波长为800纳米。
进一步地，所述第一分束镜的透射和反射比为50：50，第二分束镜的透射和反射比为50：50。
进一步地，所述第一光阑的孔径大小为1mm～4mm，且第二光阑和第一光阑的孔径大小相同。
进一步地，所述第一光阑和第二光阑设置的高度相同。
更进一步地，所述第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、第三聚焦透镜、第四聚焦透镜、第五聚焦透镜和第六聚焦透镜均为菲涅尔透镜；
其中，第一聚焦透镜的焦距为50mm，第二聚焦透镜的焦距为100mm，第三聚焦透镜的焦距为100mm，第四聚焦透镜的焦距为50mm，第五聚焦透镜的焦距为150mm，第六聚焦透镜的焦距为150mm。
本发明的有益效果是：
本发明通过优化光路设计来改善双光斑匹配程度，有效抑制非共振背景噪声的产生，降低了传统的CPP-fs-CARS光路中的光束变形程度，大大提高了啁啾测温过程中三束光相互作用的程度，进而提高CARS信号的强度，减少CARS信号累积数量，获得了高信噪比、高灵敏度的CARS信号，实现单脉冲高速、精确的无接触测温。
附图说明
图1是本发明的一种用于探测火焰温度的光学测量装置的示意图；
图中：1代表第一分束镜、2代表第一平面反射镜、3代表第一聚焦透镜、4代表第二聚焦透镜、5代表第二平面反射镜、6代表第三平面反射镜、7代表第四平面反射镜、8代表第五平面反射镜、9代表第二分束镜、10代表第六平面反射镜、11代表第七平面反射镜、12代表第八平面反射镜、13代表第九平面反射镜、14代表第十平面反射镜、15代表第三聚焦透镜、16代表第四聚焦透镜、17代表第十一平面反射镜、18代表第十二平面反射镜、19代表第一光阑、20代表第二光阑、21代表第三光阑、22代表第一平移台、23代表第二平移台、24代表第三平移台、25代表第四平移台、26代表第五聚焦透镜、27代表火焰、28代表第六聚焦透镜、29代表第十三平面反射镜、30代表玻璃棒、31代表光学面包板。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式。本实施方式所述的一种用于探测火焰温度的光学测量装置，所述光学测量装置包括第一分束镜1、第一平面反射镜2、第一聚焦透镜3、第二聚焦透镜4、第二平面反射镜5、第三平面反射镜6、第四平面反射镜7、第五平面反射镜8、第二分束镜9、第六平面反射镜10、第七平面反射镜11、第八平面反射镜12、第九平面反射镜13、第十平面反射镜14、第三聚焦透镜15、第四聚焦透镜16、第十一平面反射镜17、第十二平面反射镜18、第一光阑19、第二光阑20、第三光阑21、第五聚焦透镜26、火焰27、第六聚焦透镜28、第十三平面反射镜29、玻璃棒30；其中：
飞秒激光器发出的飞秒脉冲激光信号入射至第一分束镜1后，经第一分束镜1反射的光信号经过OPA(光学参量放大器)后入射至第一平面反射镜2的中心，经第一平面反射镜2反射的光信号再入射至第一光阑19的中心；
经第一光阑19透射的光信号入射至第一聚焦透镜3的中心，经第一聚焦透镜3透射的光信号再入射至第二聚焦透镜4的中心；
经第二聚焦透镜4透射的光信号入射至第二平面反射镜5的中心，经第二平面反射镜5反射的光信号再入射至第三平面反射镜6的中心；
经第三平面反射镜6反射的光信号入射至第四平面反射镜7的中心，经第四平面反射镜7反射的光信号再入射至第五平面反射镜8的中心；
经第五平面反射镜8反射的光信号再入射至第五聚焦透镜26；
经第一分束镜1透射的光信号入射至第二分束镜9的中心，经第二分束镜9透射的光信号入射至第六平面反射镜10的中心，经第六平面反射镜10反射的光信号再入射至第七平面反射镜11的中心；
经第七平面反射镜11反射的光信号再入射至第五聚焦透镜26；
经第二分束镜9反射的光信号入射至第八平面反射镜12的中心，经第八平面反射镜12反射的光信号再入射至第二光阑20的中心；
经第二光阑20透射的光信号入射至玻璃棒30的中心，经玻璃棒30透射的光信号入射至第九平面反射镜13的中心，经第九平面反射镜13反射的光信号再入射至第十平面反射镜14的中心；
本发明中采用的玻璃棒是SF-10介质玻璃棒，即重火石玻璃棒。
经第十平面反射镜14反射的光信号入射至第三聚焦透镜15的中心，经第三聚焦透镜15透射的光信号入射至第四聚焦透镜16的中心；
经第四聚焦透镜16透射的光信号入射至第十一平面反射镜17的中心，经第十一平面反射镜17反射的光信号再入射至第十二平面反射镜18的中心；
经第十二平面反射镜18反射的光信号入射至第五聚焦透镜26；
入射至第五聚焦透镜26的三束光汇聚到火焰27上产生CARS信号光，CARS信号光经第六聚焦透镜28的准直后入射至第三光阑21的中心；
经第三光阑21透射的光信号入射到第十三平面反射镜29的中心，经第十三平面反射镜29反射的光信号再入射到光谱仪进行信号采集。
通过本实施方式的方法可以提高CARS信号的强度，再利用光谱仪采集到光信号后，根据现有技术将采集到光信号与理论模拟的CARS信号进行对比，就可以得到具体的火焰温度。
本发明通过优化光路设计，改善双光斑匹配程度，有效抑制非共振背景噪声的产生。从而获得高信噪比、高灵敏度的CARS信号，实现精确的无接触测温。解决了传统的啁啾探测脉冲飞秒CARS测温会有光束变形的问题，实现单脉冲高速、高精度测温。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述光学测量装置还包括第一平移台22、第二平移台23、第三平移台24和第四平移台25，所述第二聚焦透镜4固定于第一平移台22上，所述第四聚焦透镜16固定于第二平移台23上，所述第二平面反射镜5和第三平面反射镜6固定于第三平移台24上，所述第九平面反射镜13和第十平面反射镜14固定于第四平移台25上。
其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式入射的激光依次通过第一分束镜1和第一平面反射镜2的反射后，通过第一光阑19的中心依次经过第二平面反射镜5至第五平面反射镜8的反射，最终入射到第五聚焦透镜26，第二平面反射镜5和第三平面反射镜6固定在第三平移台24上，通过调节第三平移台24在平面直角坐标系的X轴方向运动(X轴方向运动对应于平移台的左右运动)，可以调整这一束光的延时；经第一分束镜1透射的光，入射到透射反射比为50/50的第二分束镜9，经第二分束镜9反射的光依次经过第八平面反射镜12至第十二平面反射镜18的反射，最终经由第十二平面反射镜18反射到第五聚焦透镜26。其中，第九平面反射镜13和第十平面反射镜14固定在第四平移台25上，通过调节第四平移台25在X轴的运动，可以调整这一束光的延时，两束光的延时均可调节，以实现多维时间分辨。
本实施方式经第一光阑19透射的光入射至第一聚焦透镜3的中心，经过第一聚焦透镜3的透射光入射至第二聚焦透镜4的中心，经第二聚焦透镜4中心的透射光入射至第二平面反射镜5的中心，第二聚焦透镜4固定于第一平移台22上，通过调节第一平移台22在平面直角坐标系的X轴方向运动，可以调整这一束光的光斑大小，实现扩束操作；经过第三聚焦透镜15的透射光入射至第四聚焦透镜16的中心，经第四聚焦透镜16中心的透射光入射至第十一平面反射镜17的中心，所述第四聚焦透镜16固定于第二平移台23上，通过调节第二平移台23在平面直角坐标系的X轴方向运动，可以调整这一束光的光斑大小，实现缩束操作。由此光束进行缩束与扩束的操作可以被精确控制大大提高了普通啁啾测温过程中三束光相互作用的程度，进而提高CARS信号的强度。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，所述光学测量装置还包括光学面包板31，所述第一分束镜1、第一平面反射镜2、第一聚焦透镜3、第二聚焦透镜4、第二平面反射镜5、第三平面反射镜6、第四平面反射镜7、第五平面反射镜8、第二分束镜9、第六平面反射镜10、第七平面反射镜11、第八平面反射镜12、第九平面反射镜13、第十平面反射镜14、第三聚焦透镜15、第四聚焦透镜16、第十一平面反射镜17、第十二平面反射镜18、第一光阑19、第二光阑20、第三光阑21、第一平移台22、第二平移台23、第三平移台24、第四平移台25、第五聚焦透镜26、火焰27、第六聚焦透镜28、第十三平面反射镜29和玻璃棒30均固设于光学面包板31上。
其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
本实施方式将光学测量装置放置于可移动的小型光学面包板上，可以更加方便且灵活地产生CARS信号。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，所述光信号入射至第一分束镜1、第一平面反射镜2、第二平面反射镜5、第三平面反射镜6、第四平面反射镜7、第五平面反射镜8、第二分束镜9、第六平面反射镜10、第七平面反射镜11、第八平面反射镜12、第九平面反射镜13、第十平面反射镜14、第十一平面反射镜17、第十二平面反射镜18和第十三平面反射镜29时，入射的角度均为45度。
其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，所述飞秒激光器为掺钛蓝宝石飞秒激光器。
它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
本实施方式中激光器发射一次脉冲即可测量一次温度，由于激光器工作频率，可使火焰单点测温速率达到1kHz甚至5kHz。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是，所述掺钛蓝宝石飞秒激光器输出的飞秒脉冲激光信号的脉宽为40飞秒、中心波长为800纳米。
它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是，所述第一分束镜1的透射和反射比为50：50，第二分束镜9的透射和反射比为50：50。
其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
50：50的透反比可以使经过分束镜透射和反射后的光束能量相等。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是，所述第一光阑19的孔径大小为1mm～4mm，且第二光阑20和第一光阑19的孔径大小相同。
它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
本实施方式通过控制入射光光斑大小来进一步控制入射光能量。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是，所述第一光阑19和第二光阑20设置的高度相同。
它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
本实施方式通过控制光束高度方便产生CARS信号。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是，所述第一聚焦透镜3、第二聚焦透镜4、第三聚焦透镜15、第四聚焦透镜16、第五聚焦透镜26和第六聚焦透镜28均为菲涅尔透镜；
其中，第一聚焦透镜3的焦距为50mm，第二聚焦透镜4的焦距为100mm，第三聚焦透镜15的焦距为100mm，第四聚焦透镜16的焦距为50mm，第五聚焦透镜26的焦距为150mm，第六聚焦透镜28的焦距为150mm。
它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
本实施方式中的第一聚焦透镜3、第二聚焦透镜4、第三聚焦透镜15、第四聚焦透镜16、第五聚焦透镜26和第六聚焦透镜28采用菲涅尔透镜时，可以进一步提高信噪比。而且解决了传统CARS光谱法测量火焰温度的装置中普通透镜存在的光线强度衰减导致的边角变暗、模糊的现象，增加了CARS信号强度。通过控制聚焦透镜的焦距长短来进一步控制缩束和扩束的倍数。
本发明的上述算例仅为详细地说明本发明的计算模型和计算流程，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种用于探测火焰温度的光学测量装置，其特征在于，所述光学测量装置包括第一分束镜(1)、第一平面反射镜(2)、第一聚焦透镜(3)、第二聚焦透镜(4)、第二平面反射镜(5)、第三平面反射镜(6)、第四平面反射镜(7)、第五平面反射镜(8)、第二分束镜(9)、第六平面反射镜(10)、第七平面反射镜(11)、第八平面反射镜(12)、第九平面反射镜(13)、第十平面反射镜(14)、第三聚焦透镜(15)、第四聚焦透镜(16)、第十一平面反射镜(17)、第十二平面反射镜(18)、第一光阑(19)、第二光阑(20)、第三光阑(21)、第五聚焦透镜(26)、火焰(27)、第六聚焦透镜(28)、第十三平面反射镜(29)、玻璃棒(30)；其中：
飞秒激光器发出的飞秒脉冲激光信号入射至第一分束镜(1)后，经第一分束镜(1)反射的光信号经过OPA后入射至第一平面反射镜(2)的中心，经第一平面反射镜(2)反射的光信号再入射至第一光阑(19)的中心；
经第一光阑(19)透射的光信号入射至第一聚焦透镜(3)的中心，经第一聚焦透镜(3)透射的光信号再入射至第二聚焦透镜(4)的中心；
经第二聚焦透镜(4)透射的光信号入射至第二平面反射镜(5)的中心，经第二平面反射镜(5)反射的光信号再入射至第三平面反射镜(6)的中心；
经第三平面反射镜(6)反射的光信号入射至第四平面反射镜(7)的中心，经第四平面反射镜(7)反射的光信号再入射至第五平面反射镜(8)的中心；
经第五平面反射镜(8)反射的光信号再入射至第五聚焦透镜(26)；
经第一分束镜(1)透射的光信号入射至第二分束镜(9)的中心，经第二分束镜(9)透射的光信号入射至第六平面反射镜(10)的中心，经第六平面反射镜(10)反射的光信号再入射至第七平面反射镜(11)的中心；
经第七平面反射镜(11)反射的光信号再入射至第五聚焦透镜(26)；
经第二分束镜(9)反射的光信号入射至第八平面反射镜(12)的中心，经第八平面反射镜(12)反射的光信号再入射至第二光阑(20)的中心；
经第二光阑(20)透射的光信号入射至玻璃棒(30)的中心，经玻璃棒(30)透射的光信号入射至第九平面反射镜(13)的中心，经第九平面反射镜(13)反射的光信号再入射至第十平面反射镜(14)的中心；
经第十平面反射镜(14)反射的光信号入射至第三聚焦透镜(15)的中心，经第三聚焦透镜(15)透射的光信号入射至第四聚焦透镜(16)的中心；
经第四聚焦透镜(16)透射的光信号入射至第十一平面反射镜(17)的中心，经第十一平面反射镜(17)反射的光信号再入射至第十二平面反射镜(18)的中心；
经第十二平面反射镜(18)反射的光信号入射至第五聚焦透镜(26)；
入射至第五聚焦透镜(26)的三束光汇聚到火焰(27)上产生CARS信号光，CARS信号光经第六聚焦透镜(28)的准直后入射至第三光阑(21)的中心；
经第三光阑(21)透射的光信号入射到第十三平面反射镜(29)的中心，经第十三平面反射镜(29)反射的光信号再入射到光谱仪进行信号采集。
2.根据权利要求1所述的一种用于探测火焰温度的光学测量装置，其特征在于，所述光学测量装置还包括第一平移台(22)、第二平移台(23)、第三平移台(24)和第四平移台(25)，所述第二聚焦透镜(4)固定于第一平移台(22)上，所述第四聚焦透镜(16)固定于第二平移台(23)上，所述第二平面反射镜(5)和第三平面反射镜(6)固定于第三平移台(24)上，所述第九平面反射镜(13)和第十平面反射镜(14)固定于第四平移台(25)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于探测火焰温度的光学测量装置，其特征在于，所述光学测量装置还包括光学面包板(31)，所述第一分束镜(1)、第一平面反射镜(2)、第一聚焦透镜(3)、第二聚焦透镜(4)、第二平面反射镜(5)、第三平面反射镜(6)、第四平面反射镜(7)、第五平面反射镜(8)、第二分束镜(9)、第六平面反射镜(10)、第七平面反射镜(11)、第八平面反射镜(12)、第九平面反射镜(13)、第十平面反射镜(14)、第三聚焦透镜(15)、第四聚焦透镜(16)、第十一平面反射镜(17)、第十二平面反射镜(18)、第一光阑(19)、第二光阑(20)、第三光阑(21)、第一平移台(22)、第二平移台(23)、第三平移台(24)、第四平移台(25)、第五聚焦透镜(26)、火焰(27)、第六聚焦透镜(28)、第十三平面反射镜(29)和玻璃棒(30)均固设于光学面包板(31)上。
4.根据权利要求3所述的一种用于探测火焰温度的光学测量装置，其特征在于，所述光信号入射至第一分束镜(1)、第一平面反射镜(2)、第二平面反射镜(5)、第三平面反射镜(6)、第四平面反射镜(7)、第五平面反射镜(8)、第二分束镜(9)、第六平面反射镜(10)、第七平面反射镜(11)、第八平面反射镜(12)、第九平面反射镜(13)、第十平面反射镜(14)、第十一平面反射镜(17)、第十二平面反射镜(18)和第十三平面反射镜(29)时，入射的角度均为45度。
5.根据权利要求4所述的一种用于探测火焰温度的光学测量装置，其特征在于，所述飞秒激光器为掺钛蓝宝石飞秒激光器。
6.根据权利要求5所述的一种用于探测火焰温度的光学测量装置，其特征在于，所述掺钛蓝宝石飞秒激光器输出的飞秒脉冲激光信号的脉宽为40飞秒、中心波长为800纳米。
7.根据权利要求6所述的一种用于探测火焰温度的光学测量装置，其特征在于，所述第一分束镜(1)的透射和反射比为50：50，第二分束镜(9)的透射和反射比为50：50。
8.根据权利要求7所述的一种用于探测火焰温度的光学测量装置，其特征在于，所述第一光阑(19)的孔径大小为1mm～4mm，且第二光阑(20)和第一光阑(19)的孔径大小相同。
9.根据权利要求8所述的一种用于探测火焰温度的光学测量装置，其特征在于，所述第一光阑(19)和第二光阑(20)设置的高度相同。
10.根据权利要求9所述的一种用于探测火焰温度的光学测量装置，其特征在于，所述第一聚焦透镜(3)、第二聚焦透镜(4)、第三聚焦透镜(15)、第四聚焦透镜(16)、第五聚焦透镜(26)和第六聚焦透镜(28)均为菲涅尔透镜；
其中，第一聚焦透镜(3)的焦距为50mm，第二聚焦透镜(4)的焦距为100mm，第三聚焦透镜(15)的焦距为100mm，第四聚焦透镜(16)的焦距为50mm，第五聚焦透镜(26)的焦距为150mm，第六聚焦透镜(28)的焦距为150mm。
Priority Applications (1)
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| CN202311614176.1A CN117516716A (zh) | 2023-11-29 | 2023-11-29 | 一种用于探测火焰温度的光学测量装置 |
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2023
- 2023-11-29 CN CN202311614176.1A patent/CN117516716A/zh active Pending
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