CN215810661U - 一种用于空间等离子体密度诊断的hcn激光干涉仪系统 - Google Patents
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Abstract
本公开属于激光干涉领域，公开了一种用于空间等离子体密度诊断的HCN激光干涉仪系统，包括空间等离子体模拟装置，所述空间等离子体模拟装置上开设有多组对称布置的窗口，处于所述空间等离子体模拟装置外侧设置有探测器和干涉仪光路系统；干涉仪光路系统将发射激光分成两束，一束激光从窗口进入至空间等离子体模拟装置内，从另一窗口进行穿出；另一束激光通过单波导绕过空间等离子体模拟装置与从窗口穿出的激光进行合束，合束后的激光进入至探测器内，当空间等离子体模拟装置中心产生等离子体时，两束激光之间就会产生相位变化，进而实时的获取空间等离子体模拟装置内的等离子体密度数据。
Description
技术领域
本公开属于激光干涉领域，具体涉及一种用于空间等离子体密度诊断的HCN激光干涉仪系统。
背景技术
HCN激光干涉仪系统是托卡马克聚变实验堆常用的诊断系统，也在逐渐应用于空间等离子体实验装置上。HCN单道干涉仪是SPERF上最基本的诊断之一，提供连续实时的电子密度测量，为基础物理过程研究和装置的运行提供可靠的弦积分电子密度数据。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本公开的目的在于提供一种用于空间等离子体密度诊断的HCN激光干涉仪系统，空间等离子体模拟装置中心产生等离子体时，用于实时诊断空间等离子体模拟装置内的等离子体密度。
本公开的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于空间等离子体密度诊断的HCN激光干涉仪系统，包括：空间等离子体模拟装置，所述空间等离子体模拟装置上开设有多组对称布置的窗口，处于所述空间等离子体模拟装置外侧设置有探测器和干涉仪光路系统；
干涉仪光路系统，所述干涉仪光路系统将发射激光分成两束，一束激光从所述窗口进入至所述空间等离子体模拟装置内，从另一所述窗口进行穿出；另一束激光绕过所述空间等离子体模拟装置与从所述窗口穿出的激光进行合束，合束后的激光进入至所述探测器内；
探测器，所述探测器对两束激光之间的相位差进行探测。
在一些公开中，所述干涉仪光路系统包括：
HCN激光器台面光路、波导传输光路系统和装置两端光学系统；
所述HCN激光器台面光路将发射激光分成两束；
所述波导传输光路系统，用于将两束激光进行分别传输至所述空间等离子体模拟装置处；
所述装置两端光学系统，将一束激光从所述窗口进入至所述空间等离子体模拟装置内，从另一所述窗口进行穿出，将另一束激光绕过所述空间等离子体模拟装置与从所述窗口穿出的激光进行合束。
在一些公开中，所述HCN激光器台面光路，包括光学平台、分光栅网和独立于光学平台的转动光栅，所述分光栅网固定安装在光学平台上，发射激光经过所述转动光栅进行相位调制后，由所述分光栅网分成两束激光进入所述波导传输光路系统。
在一些公开中，所述波导传输光路系统，包括双波导，所述双波导利用波导支架进行固定，两束激光进入所述双波导内进行传输至所述空间等离子体模拟装置处。
在一些公开中，所述置两端光学系统包括处于空间等离子体模拟装置两侧的第一光学塔架、第二光学塔架，所述双波导传输过来的两束激光，通过所述第一光学塔架，使得一束激光进入所述窗口，另一束激光进入所述空间等离子体模拟装置下方的所述波导管，传输至另一端的所述第二光学塔架，与穿过所述窗口的激光合束后，进入探测器。
本公开的有益效果：
本公开空间等离子体模拟装置中心产生等离子体时，用于实时诊断空间等离子体模拟装置内的等离子体密度。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的整体结构正视图。
图3为本实用新型的整体结构左视图。
图4为HCN激光器台面光路图；
图5为空间等离子体模拟装置的入射端光学塔架台面光路图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
如图1至图5所示，一种用于空间等离子体密度诊断的HCN激光干涉仪系统，包括：空间等离子体模拟装置16，空间等离子体模拟装置16上开设有多组对称布置的窗口160，处于空间等离子体模拟装置16外侧设置的探测器2和干涉仪光路系统；
干涉仪光路系统，干涉仪光路系统将发射激光分成两束，一束激光从窗口160进入至空间等离子体模拟装置16内，从另一窗口160进行穿出；另一束激光绕过空间等离子体模拟装置16与从窗口160穿出的激光进行合束，合束后的激光进入至探测器2内；
探测器2，探测器2对两束激光之间的相位差进行探测。
使用时，干涉仪光路系统将发射激光分成两束，一束激光从窗口160进入至空间等离子体模拟装置16内，从另一窗口160进行穿出；另一束激光通过单波导绕过空间等离子体模拟装置16与从窗口160穿出的激光进行合束，合束后的激光进入至探测器2内，当空间等离子体模拟装置16中心产生等离子体时，两束激光之间就会产生相位变化，进而实时的获取空间等离子体模拟装置16内的等离子体密度数据。
本实施例中，发射激光可通过图示的展示的HCN激光器系统1进行激光发射，整个HCN激光器系统1置于激光洁净室内，可以隔绝电磁干扰和粉尘；
在一些实施例中，HCN激光器系统1可包含有激光器，激光器为电激励的氰化氢气体激光器，激光器谐振腔长度可以为3米，输出波长可以为337微米；当然在其他实施例中，也激光器也可以为其他类型以及其他设定参数，具体是根据实际需求进行选择和/或设定。
在一些实施例中，干涉仪光路系统包括：HCN激光器台面光路、波导传输光路系统和装置两端光学系统，HCN激光器台面光路将发射激光分成两束；波导传输光路系统，用于将两束激光进行分别传输至空间等离子体模拟装置16处；装置两端光学系统，将一束激光从窗口160进入至空间等离子体模拟装置16内，从另一窗口160进行穿出，将另一束激光绕过空间等离子体模拟装置16与从窗口160穿出的激光进行合束。
在一些实施例中，HCN激光器台面光路，包括光学平台3、分光栅网6和独立于光学平台3的转动光栅7，分光栅网6固定安装在光学平台3上，发射激光经过转动光栅7进行相位调制后，由分光栅网6分成探测束和参考束两束激光进入波导传输光路系统，在此期间，利用聚焦镜5进行对于发射激光的聚焦，形成激光束，反射镜4对激光(在此的激光可指代为发射激光、激光束、分成探测束和参考束的两束激光)进行传输方向更变；由于转动光栅7由光栅电机快速转动产生机械振动可能影响光路，所以独立于光学平台3之外。
波导传输光路系统，包括双波导8，整个波导支架架高固定，用于激光远程传输，两束激光进入双波导8内进行传输至空间等离子体模拟装置16处。在实际使用时，一般大型科学装置窗口160较高，所以双波导8需要架高安装，双波导8分为两段，一段安装在激光洁净房外侧墙壁上，另一端固定于墙壁与装置旁第一光学塔架9之间。
装置两端光学系统包括有处于空间等离子体模拟装置16两侧的第一光学塔架9、第二光学塔架10和波导管15；由双波导8传输过来的激光，一束(探测束)通过反射镜11和聚焦镜13进入装置窗口160，另一束(参考束)通过反射镜12和聚焦镜14进入空间等离子体模拟装置16下方的波导管15，传输至另一端的第二光学塔架10，与穿过装置窗口160的探测束合束后，进入探测器2。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本公开的基本原理、主要特征和本公开的优点。本行业的技术人员应该了解，本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内。
Claims (5)
1.一种用于空间等离子体密度诊断的HCN激光干涉仪系统，其特征在于，包括：空间等离子体模拟装置(16)，所述空间等离子体模拟装置(16)上开设有多组对称布置的窗口(160)，处于所述空间等离子体模拟装置(16)外侧设置有探测器(2)和干涉仪光路系统；
干涉仪光路系统，所述干涉仪光路系统将发射激光分成两束，一束激光从所述窗口(160)进入至所述空间等离子体模拟装置(16)内，从另一所述窗口(160)进行穿出；另一束激光绕过所述空间等离子体模拟装置(16)与从所述窗口(160)穿出的激光进行合束，合束后的激光进入至所述探测器(2)内；
探测器(2)，所述探测器(2)对两束激光之间的相位差进行探测。
2.根据权利要求1所述的用于空间等离子体密度诊断的HCN激光干涉仪系统，其特征在于，所述干涉仪光路系统包括：
HCN激光器台面光路、波导传输光路系统和装置两端光学系统；
所述HCN激光器台面光路将发射激光分成两束；
所述波导传输光路系统，用于将两束激光进行分别传输至所述空间等离子体模拟装置(16)处；
所述装置两端光学系统，将一束激光从所述窗口(160)进入至所述空间等离子体模拟装置(16)内，从另一所述窗口(160)进行穿出，将另一束激光绕过所述空间等离子体模拟装置(16)与从所述窗口(160)穿出的激光进行合束。
3.根据权利要求2所述的用于空间等离子体密度诊断的HCN激光干涉仪系统，其特征在于，所述HCN激光器台面光路，包括光学平台(3)、分光栅网(6)和独立于光学平台(3)的转动光栅(7)，所述分光栅网(6)固定安装在光学平台(3)上，发射激光经过所述转动光栅(7)进行相位调制后，由所述分光栅网(6)分成两束激光进入所述波导传输光路系统。
4.根据权利要求3所述的用于空间等离子体密度诊断的HCN激光干涉仪系统，其特征在于，所述波导传输光路系统，包括双波导(8)，所述双波导(8)利用波导支架进行固定，两束激光进入所述双波导(8)内进行传输至所述空间等离子体模拟装置(16)处。
5.根据权利要求4所述的用于空间等离子体密度诊断的HCN激光干涉仪系统，其特征在于，所述装置两端光学系统包括处于空间等离子体模拟装置(16)两侧的第一光学塔架(9)、第二光学塔架(10)，所述双波导(8)传输过来的两束激光，通过所述第一光学塔架(9)，使得一束激光进入所述窗口(160)，另一束激光进入所述空间等离子体模拟装置(16)下方的波导管(15)，传输至另一端的所述第二光学塔架(10)，与穿过所述窗口(160)的激光合束后，进入探测器(2)。
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| CN (1) | CN215810661U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114739286A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-12 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种双波长复合激光干涉仪系统 |
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2021
- 2021-09-23 CN CN202122300293.3U patent/CN215810661U/zh active Active
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