CN207180594U - 双通道主动可调式干涉仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于激光等离子体光学诊断的干涉仪，尤其是一种双通道主动可调式干涉仪。用干涉法测密度已广泛的用于激光等离子体和磁性材料的探测研究中。本干涉仪采用激光作为探针光照射待测物体，通过分光技术，可以多通道测量待测样品的阴影图像、干涉条纹特征。本实验仪将激光器、等离子体参数测量和参照系统通过60mm笼式框架全部集成，统一固定在一个光学平台上，并集成于一个箱体之中。激光器被固定在箱体中，不再需要对激光器进行调整，使得操作简单，方便快捷，保证工作效率，有利于等离子体状态的研究，尤其在测量激光驱动的等离子体参数时减少了激光打靶发次，可以大幅度的节约成本。

Description

双通道主动可调式干涉仪

技术领域

本实用新型涉及一种用于激光等离子体光学诊断的干涉仪，尤其是一种双通道主动可调式干涉仪。

背景技术

传统的等离子体光学诊断设备的功能较单一，对探针光的信息利用率不够高。尤其在研究强激光等离子体状态时，通过双通道主动可调式干涉仪获得等离子体信息显得尤为重要。

对激光等离子测量技术而言，通常采用的办法是将探针激光和产生等离子体激光时间同步，然后通过调节探针光与主激光的时间差来研究激光等离子体的动力学演化特征。这里的激光驱动产生的等离子体即待测物，它是由主激光与物质相互作用产生的。对同一等离子体如果能够同时获取不同物理量信息，往往可以准确判断等离子体状态。主动式可调式技术可以对同一待测等离子体进行多种倍数的放大，在不同放大倍数下得到待测物同种物理量信息之间的对比结果。如果不采用双通道主动式可调式技术，而待测等离子体在探针光通过前后不能保证同一性就会造成单通道测量误差。因此，保证所测量的物理量具有同时性，并从某一时刻的探针光中尽可能多的获取信息，就显得尤为重要。这里利用双通道主动式可调节技术以及Normaski干涉原理可以分别获得待测等离子体的形状和密度信息。

激光等离子体光学诊断仪是一个双通道主动式可调式的多功能的诊断仪。它可以从一束探针光中获取等离子体的阴影图像和等离子体电子密度的信息，这样不仅提高了探针光信息的利用率，而且又保持了其同时性。

发明内容

为了克服传统的干涉仪对探针光的信息利用率不高的技术问题，本实用新型提供一种双通道主动可调式干涉仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

双通道主动式可调式干涉仪，包括一激光器，还包括固定在一底座上的笼式框架中并排设置的一待测物形状测量系统和一待测物电子密度测量系统；所述激光器用于产生偏振的探针激光；所述待测物形状测量系统包括一第一全反射镜、一第二全反射镜、一第一偏正片、一第一成像透镜、一第一分束镜和一第二成像透镜，用于测量待测物的形状；所述待测物电子密度测量系统包括一第一全反射镜、一第二全反镜、一第一偏正片、一第一成像透镜、一第一分束镜、一第三全反射镜和一Nomarski干涉系统，用于测量所述待测物的电子密度。

所述Nomarski干涉系统包括一第三成像透镜、一渥拉斯顿棱镜和一第二偏振片。

所述待测物可以为激光等离子体。

所述双通道主动式干涉仪还包括一第一CCD图像传感器，用于接收所述待测物形状测量系统得到的测量结果。

所述多通道干涉仪还包括一第二CCD图像传感器，用于接收所述待测物电子密度测量系统得到的测量结果。

本实用新型的有益效果是，该干涉仪将多种测量系统集成在一个光学平台上，而且激光器固定在干涉仪箱体内部的60mm笼式框架中，既保证了所测量的物理量具有同时性，也保证了探针光与其他所有的光学器件之间的同轴性，可以避免了调节激光器的摆放位置等一系列繁琐操作，从而使得该干涉仪操作简单、使用方便快捷，用该干涉仪获得的信息也更加准确。

附图说明

图1为多通道干涉仪光路图。

图2为激光等离子体光学诊断仪的箱体内部实物全景图；

图3为激光等离子体光学诊断仪前侧图；

图4为激光等离子体光学诊断仪后侧图；

图5为激光等离子体光学诊断仪左侧图。

11：激光器；

21，22，23：全反射镜；

31：起偏器，32：检偏器；

41：待测样品；

51，52，53：成像透镜；

61：分束镜；

71，72：CCD图像传感器；

81：沃拉斯顿棱镜；

9：Nomarski干涉仪；

10：底座；

101，102：孔；

201：孔。

具体实施方式

为了使本光学诊断仪的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于了解，下面结合具体图示，进一步阐述本光学诊断仪。

图1为双通道主动式可调式干涉仪光路图。图2为激光等离子体光学诊断仪的箱体内部实物全景图；由于激光等离子体光学诊断仪箱体内部主要部件即为上述双通道主动式干涉仪，因此，图2也是上述双通道主动式可调式干涉仪的实物全景图。

结合图1和图2可以看出，该干涉仪设置在底座10上。激光器11产生的偏振的探针激光经第一全反镜21、第二全反镜22和一第一偏振片31通过待测物41(如由主激光与物质相互作用产生的激光等离子体等)被第一成像透镜51放大后被分束镜61分为A、B两束激光光束。其中A束激光经过第二成像透镜52直接测量待测物，在第一CCD图像传感器71上给出待测物阴影图像。B束激光经过第三全反镜23和Normaski干涉系统9成像在第二CCD图像传感器72上，通过分析待测物干涉条纹移动数目，计算出等离子体密度信息(如果待测物为激光等离子体，则计算得到激光等离子体的电子密度信息)。其中，Nomarski干涉系统9包括一个第三成像透镜53、渥拉斯顿棱镜81和第二偏振片32。

其中，待测物形状测量系统包括一第一全反射镜21、一第二全反射镜22、一第一偏正片31、一第一成像透镜51、一第一分束镜61和一第二成像透镜52；待测物电子密度测量系统包括一第一全反射镜21、一第二全反射镜22、一第一偏正片31、一第一成像透镜51、一第一分束镜61、一第三全反射镜23、和一Normaski干涉系统9，其中，Normaski干涉系统9包括一个第三成像透镜53、渥拉斯顿棱镜81和第二偏振片32。

图2为等离子体光学诊断仪的箱体内部实物图。在进行光学诊断时，需要将光学诊断仪集成固定在60mm笼式框架中并60mm笼式框架固定在光学平台即底座10上，并保证其水平。

图3为激光等离子体光学诊断仪的前侧图。前侧左右各有一个通光孔，用来通过激光器11所产生的偏振的探针激光。两个通光孔周围有四个小圆孔，使得60mm笼式框架可以穿出箱子。使用时，只需要调节好待测物位置，不需要调节光学诊断仪的位置，使探针激光穿过待测物41后再从通光孔正入射。

图4为激光等离子体光学诊断仪的后侧图，后侧有两个矩形孔101、102，在进行等离子体诊断时，两个矩形孔用于两个CCD图像传感器的转接线方便伸出干涉仪连接外部电脑进行数据采集。

图5为激光等离子体光学诊断仪的左侧图，左侧有1个矩形孔201，在进行等离子体诊断时，矩形孔201用于激光通电线方便伸出干涉仪连通外部电源，为激光器供电。

Claims (4)

1.双通道主动可调式干涉仪，包括一激光器(11)，还包括固定在一底座(10)上的60mm笼式框架中并排设置的一待测物形状测量系统和一待测物电子密度测量系统，其特征在于：

所述激光器(11)用于产生偏振的探针激光；

激光器(11)产生的偏振的探针激光经一第一全反镜(21)、一第二全反镜(22)和一第一偏振片(31)通过待测物(41)被一第一成像透镜(51)放大后被分束镜(61)分为A、B两束激光光束，其中A束激光经过一第二成像透镜(52)直接测量待测物(41)形状；B束激光经过一第三全反镜(23)和Normaski干涉系统(9)用于测量所述待测物(41)的电子密度。

2.根据权利要求1所述的双通道主动可调式干涉仪，其特征在于，所述Normaski干涉系统(9)包括一第三成像透镜(53)、一渥拉斯顿棱镜(81)和一第二偏振片(32)。

3.根据权利要求1-2任一项所述的双通道主动可调式干涉仪，其特征在于，还包括一第一CCD图像传感器(71)，用于接收所述待测物形状测量系统得到的测量结果。

4.根据权利要求1-2任一项所述的双通道主动可调式干涉仪，其特征在于，还包括一第二CCD图像传感器(72)，用于接收所述待测物电子密度测量系统得到的测量结果。