[發明專利]一種將紅外全息用于粒子場測量的裝置有效
| 申請號: | 201810946759.7 | 申請日: | 2018-08-20 |
| 公開(公告)號: | CN109060613B | 公開(公告)日: | 2020-09-25 |
| 發明(設計)人: | 劉萬里;張永安;張亞萍;潘永峰;劉建建 | 申請(專利權)人: | 昆明理工大學 |
| 主分類號: | G01N15/02 | 分類號: | G01N15/02;G01N15/10 |
| 代理公司: | 暫無信息 | 代理人: | 暫無信息 |
| 地址: | 650093 云*** | 國省代碼: | 云南;53 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 紅外 全息 用于 粒子 測量 裝置 | ||
1.一種將紅外全息用于粒子場測量的裝置,其特征在于:包括紅外激光器(1)、紅外全反鏡Ⅰ(2)、紅外分束鏡Ⅰ(3)、紅外分束鏡Ⅱ(4)、紅外全反鏡Ⅱ(5)、紅外分束鏡Ⅲ(6)、紅外分束鏡Ⅳ(7)、紅外全反鏡Ⅲ(8)、紅外分束鏡Ⅴ(9)、紅外CCDⅠ(10)、紅外CCDⅡ(11)、紅外擴束鏡Ⅰ(12)、紅外準直鏡Ⅰ(13)、紅外擴束鏡Ⅱ(14)、紅外準直鏡Ⅱ(15)、紅外擴束鏡Ⅲ(16)、紅外準直鏡Ⅲ(17)、紅外擴束鏡Ⅳ(18)、紅外準直鏡Ⅳ(19)、鍺平晶Ⅰ(20)、鍺平晶Ⅱ(21)、計算機(22)、內層外殼(23)、外層外殼(24)、待測粒子場(25)、數據線Ⅰ(26)、數據線Ⅱ(27),紅外激光器(1)發射出紅外激光束通過紅外全反鏡Ⅰ(2)反射至紅外分束鏡Ⅰ(3),紅外分束鏡Ⅰ(3)將紅外激光束分為兩束相互垂直的光,經紅外分束鏡Ⅰ(3)分束后的其中一束紅外激光束通過紅外分束鏡Ⅱ(4)后再分為兩束相互垂直的光,經紅外分束鏡Ⅱ(4)分束后的其中一束紅外激光束經紅外擴束鏡Ⅰ(12)擴束后再經紅外準直鏡Ⅰ(13)準直成為紅外平行光后穿透過待測粒子場(25),再經過鍺平晶Ⅱ(21)濾去可見光,最后照射在紅外分束鏡Ⅴ(9)上,此束紅外激光束被稱為第二束紅外物光束;經紅外分束鏡Ⅱ(4)分束后的另外一束紅外激光束經紅外全反鏡Ⅱ(5)反射到紅外擴束鏡Ⅱ(14),經紅外擴束鏡Ⅱ(14)擴束后再經紅外準直透鏡Ⅱ(15)準直成為紅外平行光,最后照射在紅外分束鏡Ⅲ(6)上,此束紅外激光束被稱為第一束紅外參考光束;
經紅外分束鏡Ⅰ(3)分束后的另外一束紅外激光束通過紅外分束鏡Ⅳ(7)后再分為兩束相互垂直的光,經紅外分束鏡Ⅳ(7)分束后的其中一束紅外激光束經紅外擴束鏡Ⅲ(16)擴束后再經紅外準直鏡Ⅲ(17)準直成為紅外平行光后穿透過待測粒子場(25),再經過鍺平晶Ⅰ(20)濾去可見光,最后照射在紅外分束鏡Ⅲ(6)上,此束紅外激光束被稱為第一束紅外物光束;經紅外分束鏡Ⅳ(7)分束后的另外一束紅外激光束經紅外全反鏡Ⅲ(8)反射到紅外擴束鏡Ⅳ(18),經紅外擴束鏡Ⅳ(18)擴束后再經紅外準直透鏡Ⅳ(19)準直成為紅外平行光,最后照射在紅外分束鏡Ⅴ(9)上,此束紅外激光束被稱為第二束紅外參考光束,第一束紅外物光束與第二束紅外物光束相互垂直;
紅外分束鏡Ⅲ(6)的角度滿足第一束紅外物光束和第一束紅外參考光束兩束紅外光為數字全息相干光束,在紅外分束鏡Ⅲ(6)上相干疊加,最后由紅外CCDⅠ(10)接收和記錄;紅外分束鏡Ⅴ(9)的角度滿足第二束紅外物光束和第二束紅外參考光束兩束紅外光束為數字全息相干光束,在紅外分束鏡Ⅴ(9)上相干疊加,最后由紅外CCDⅡ(11)接收和記錄;紅外CCDⅠ(10)和紅外CCDⅡ(11)接收和記錄的紅外全息干涉信息通過數據線Ⅰ(26)和數據線Ⅱ(27)傳輸給計算機(22),計算機(22)通過對兩幅全息圖的再現和對比兩幅再現全息圖中粒子場中粒子的尺寸、形狀、位置、速度和加速度等信息進行記錄處理和分析計算;
整個裝置用不透光的外殼保護和固定,外殼分為內層外殼(23)和外層外殼(24),內外兩側外殼是一體的;內層外殼(23)的4個側面上設有四個圓孔,分別鑲入紅外準直透鏡Ⅰ(13)、紅外準直透鏡Ⅲ(17)和鍺平晶Ⅰ(20)、鍺平晶Ⅱ(21)。
2.根據權利要求1所述將紅外全息用于粒子場測量的裝置,其特征在于:紅外激光器(1)發射出的紅外激光為紅外大氣窗口波段中0.8~2μm或3~5μm或8~13μm范圍內的波源。
3.根據權利要求1所述將紅外全息用于粒子場測量的裝置,其特征在于:所述紅外分束鏡Ⅰ(3)、紅外分束鏡Ⅱ(4)、紅外分束鏡Ⅲ(6)、紅外分束鏡Ⅳ(7)、紅外分束鏡Ⅴ(9),為鍺分束鏡、硅分束鏡或玻璃分束鏡。
4.根據權利要求1所述將紅外全息用于粒子場測量的裝置,其特征在于:所述紅外擴束鏡Ⅰ(12)、紅外擴束鏡Ⅱ(14)、紅外擴束鏡Ⅲ(16)、紅外擴束鏡Ⅳ(18),為鍺擴束鏡、硅擴束鏡或玻璃擴束鏡。
5.根據權利要求1所述將紅外全息用于粒子場測量的裝置,其特征在于:所述紅外準直鏡Ⅰ(13)、紅外準直鏡Ⅱ(15)、紅外準直鏡Ⅲ(17)、紅外準直鏡Ⅳ(19),為鍺準直鏡、硅準直鏡或玻璃準直鏡。
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