CN201344895Y - 一种高精细腔光谱分析连续锁模装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高精细腔光谱分析连续锁模装置。现有技术通过调节光学精细腔的一面反射镜位置实现锁模，可靠性低、操作不便。本实用新型中入射反射镜和出射反射镜固定设置在反射镜固定架上，反射镜固定架与移动部件连接。高精细腔设置在入射反射镜与出射反射镜之间，入射反射镜和出射反射镜分别设置在高精细腔的入射光束光路和出射光束光路上。偏振分光镜设置在出射反射镜的反射光路上，光电探测器设置在偏振分光镜的s偏振态光的透射光路上。移动部件和光电探测器均与分析控制单元电连接。本实用新型通过调节两反射镜与高精细腔相对位置，改变光束在高精细腔内光程，实现连续锁模。本实用新型结构简单、设计合理、成本低、操作便利。
Description
技术领域
本实用新型属于光学技术领域，涉及一种高精细腔光谱分析连续锁模装置。
技术背景
在环境分析、生命科学、医学医疗、国防安全、先进制造工业等许多领域存在大量的物质痕量测量需求，并且对痕量物质检测灵敏度的要求越来越高。高精细腔光谱分析技术由于具有检测灵敏度高、绝对测量、选择性好等优点，成为痕量物质测量技术发展趋势之一。腔衰荡光谱分析技术中，由于可以显著提高系统光能利用效率和系统测量精度，连续锁模装置被引入腔衰荡光谱分析中，并且，起着非常重要的作用，引起了特别关注。现有技术中，有一种用于腔衰荡光谱分析的连续锁模装置(参见美国专利“Cavity-Locked Ring Down Spectroscopy”，专利号：US6,084,682)。该专利中的用于腔衰荡光谱分析的连续锁模装置具有相当的优点，但是，仍然存在一些本质不足：1)腔衰荡光谱分析系统中，采用三面反射镜构成的光学精细腔，系统结构复杂，对于机械加工和定位的要求较高，导致系统测量工作是稳定性差；2)在先技术中的腔衰荡光谱分析系统中，连续锁模过程是通过位移部件调节光学精细腔的一面反射镜位置来实现的，连续锁模过程中改变了光学精细腔，提高了系统锁模难度，降低了系统可靠性、稳定性和可操作性；3)只能用来测试分析气体，不能对流体物质、薄膜、界面、纳米物质等形态物质的痕量浓度测试。
发明内容
本实用新型的目的在于克服了上述在先技术的不足，提供一种高精细腔光谱分析连续锁模装置。
本实用新型包括入射反射镜、高精细腔、出射反射镜、偏振分光镜、光电探测器、分析控制单元、移动部件和反射镜固定架。入射反射镜和出射反射镜固定设置在反射镜固定架的两个支架上，并且入射反射镜的反射面与出射反射镜的反射面垂直；反射镜固定架与移动部件连接。高精细腔设置在入射反射镜与出射反射镜之间，高精细腔光束入射和光束出射方向一致；入射反射镜位于高精细腔的入射光束光路上，并且入射反射镜的反射面与系统入射光束夹角为45°；出射反射镜位于高精细腔的出射光束光路上，出射反射镜的反射面与高精细腔光束出射方向夹角为135°。偏振分光镜设置在出射反射镜的反射光路上，偏振分光镜对于s偏振态光透射、对p偏振态光反射，光电探测器设置在偏振分光镜的s偏振态光的透射光路上。移动部件和光电探测器均与分析控制单元电连接。
所述的光电探测器为光电二极管、雪崩管、光电倍增管中的一种。
所述的移动部件为步进电机、压电陶瓷位移器、纳米位移元件中的一种。
本实用新型中分析控制单元对移动部件控制，以及对光电探测器采集信号进行处理分析，这些都是成熟技术。本实用新型的发明点在于提供一种高精细腔光谱分析连续锁模装置。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和效果：
1)测试系统的结构简单稳定，对光学精细腔机械定位要求低；
2)连续锁模过程是通过位移部件调节系统中的反射镜，从而改变激光束在高精细腔中的行程，实现锁模，无需改变光学精细腔，系统可靠性和稳定性高，可操作性强；
3)本实用新型连续锁模不限于气体光谱分析，可将测量对象拓展到薄膜、界面、纳米物质、流体，扩大了系统的应用范围。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
如图1，一种高精细腔光谱分析连续锁模装置包括入射反射镜2、高精细腔3、出射反射镜4、偏振分光镜5、光电探测器6、分析控制单元7、移动部件8和反射镜固定架1。入射反射镜2和出射反射镜4固定设置在反射镜固定架1的两个支架上，并且入射反射镜2的反射面与出射反射镜4的反射面垂直；反射镜固定架1与移动部件连接。高精细腔3设置在入射反射镜2与出射反射镜4之间，高精细腔3光束入射和光束出射方向一致；入射反射镜2位于高精细腔3的入射光束光路上，并且入射反射镜2反射面与系统入射光束夹角为45°；出射反射镜4位于高精细腔3出射光束光路上，出射反射镜4反射面与高精细腔3光束出射方向夹角为135°。偏振分光镜5设置在出射反射镜4的反射光路上，偏振分光镜5对于s偏振态光透射、对p偏振态光反射，光电探测器6设置在偏振分光镜5的s偏振态光的透射光路上。移动部件8和光电探测器6均与分析控制单元7电连接。
其中，分析控制单元7为计算机系统，探测器6为雪崩管，移动部件8为压电陶瓷位移器，高精细腔3为近场光学高精细腔。
本实用新型工作过程为高精细腔光谱分析技术中的的入射光束含有s偏振态光和p偏振态光，p偏振态光用于测量，s偏振态光用于锁模。入射光束经过入射反射镜2反射后进入高精细腔3。高精细腔3出射光束经过出射反射镜4反射后射向偏振分光镜5，偏振分光镜5对于s偏振态光透射、对p偏振态光反射，s偏振态光透射偏振分光镜5后被光电探测器6设探测，并将信号传给分析控制单元7。入射反射镜2和出射反射镜4均由反射镜固定架1固定连接，反射镜固定架1与移动部件8相连接，分析控制单元7对光电探测器6所的信息处理后对移动部件8进行控制，移动入射反射镜2和出射反射镜4沿着垂直于高精细腔3入射光束方向移动，这引起光束在高精细腔3中的光程变化，从而实现系统锁模。
本实用新型具有无需改变光学精细腔、系统可靠性和稳定性高、可操作性强、应用广泛等优点，成功实现了高精细腔光谱分析的连续锁模要求。
Claims (3)
1、一种高精细腔光谱分析连续锁模装置，包括入射反射镜、高精细腔、出射反射镜、偏振分光镜、光电探测器、分析控制单元、移动部件和反射镜固定架，其特征在于：
入射反射镜和出射反射镜固定设置在反射镜固定架的两个支架上，并且入射反射镜的反射面与出射反射镜的反射面垂直；反射镜固定架与移动部件连接；
高精细腔设置在入射反射镜与出射反射镜之间，高精细腔光束入射和光束出射方向一致；入射反射镜位于高精细腔的入射光束光路上，并且入射反射镜的反射面与系统入射光束夹角为45°；出射反射镜位于高精细腔的出射光束光路上，出射反射镜的反射面与高精细腔光束出射方向夹角为135°；
偏振分光镜设置在出射反射镜的反射光路上，偏振分光镜对于s偏振态光透射、对p偏振态光反射，光电探测器设置在偏振分光镜的s偏振态光的透射光路上；移动部件和光电探测器均与分析控制单元电连接。
2、如权利要求1所述的一种高精细腔光谱分析连续锁模装置，其特征在于：所述的光电探测器为光电二极管、雪崩管、光电倍增管中的一种。
3、如权利要求1所述的一种高精细腔光谱分析连续锁模装置，其特征在于：所述的移动部件为步进电机、压电陶瓷位移器、纳米位移元件中的一种。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110632008A (zh) * | 2019-09-26 | 2019-12-31 | 山东微感光电子有限公司 | 一种多点反射式光电气体传感器探头及光电气体检测装置 |
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2009
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