激光束片光源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種用于平面激光束誘導(dǎo)熒光成像的激光束片光源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]“平面激光束誘導(dǎo)熒光成像”技術(shù)(縮寫為PLIF——“planar laser-1nducedfluorescence imaging”)。所有應(yīng)用片狀光源照射被測對象,使其所含突光物質(zhì)激發(fā)(誘導(dǎo))出熒光信號，以攝像設(shè)備記錄熒光圖像，其光強(qiáng)場(灰度)即包含有該熒光物的濃度場信息，此探測的實驗技術(shù)稱作PLIF。
[0003]片光源的生成系統(tǒng)一般由激光束器產(chǎn)出激光束后,用柱面透鏡將激光束擴(kuò)束為扇形片光，片光的橫向光強(qiáng)分布依然保持激光束中的高斯分布，分布不均度較大；扇形片光的激光束能量散布面大，有效利用率低下。受此影響，PLIF系統(tǒng)拍攝的濃度場范圍較小，很多時候不能滿足測量需求。為此，將以往片光源的光學(xué)組件改為使用鮑威爾棱鏡準(zhǔn)直鏡筒擴(kuò)束，菲涅爾透鏡再聚光后形成平行光片，不僅可獲得較為均勻的光強(qiáng)分布。而且有效測量區(qū)域能大幅增加。此外，以往片光源的片光方位不易改變，片光布置不靈活。為此，曾試圖用光導(dǎo)纖維來引導(dǎo)激光束。后因光纖在大功率激光束傳導(dǎo)的使用中有不少難于解決的問題，如多模光纖的聚光性不佳，單模光纖與激光束器的光耦合效率不及50%等等而放棄。其后又試用導(dǎo)光臂，終因中等質(zhì)量的多關(guān)節(jié)導(dǎo)光臂中激光束傳導(dǎo)易走偏，出光束直徑擴(kuò)散較大；而高質(zhì)量導(dǎo)光臂制造成本太高，導(dǎo)光臂方案也遭放棄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請的發(fā)明目的在于提供一種激光束片光源系統(tǒng)，它克服了現(xiàn)有的片光源生成系統(tǒng)的缺點，它適用于檢測大范圍PLIF濃度場，而不產(chǎn)生無干擾。
[0005]為了完成本申請的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明的一種激光束片光源系統(tǒng)，它包括:第一反射鏡、第二反射鏡、菲涅爾透鏡、網(wǎng)格微調(diào)裝置、氬離子激光器、換熱器和冷卻塔，換熱器的一端與冷卻塔形成外循環(huán)回路，換熱器的另一端與氬離子激光器的諧振腔冷卻室形成內(nèi)循環(huán)回路，冷卻水分別在外循環(huán)回路和內(nèi)循環(huán)回路內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，氬離子激光器發(fā)射出來的激光束依次通過網(wǎng)格微調(diào)裝置、菲涅爾透鏡、第二反射鏡和第一反射鏡，網(wǎng)格微調(diào)裝置、氬離子激光器、菲涅爾透鏡、第二反射鏡和第一反射鏡被安裝在轉(zhuǎn)向裝置上，其中:轉(zhuǎn)向裝置上有一平臺，垂直架裝在垂直于平臺的位置上，在平臺上固定有氬離子激光器、網(wǎng)格微調(diào)裝置、菲涅爾透鏡臺和兩條水平滑道，兩條水平滑道分別平行地裝在平臺的兩側(cè)，第二反射臺裝在兩條水平滑道之間，第二調(diào)節(jié)桿的一端固定在菲涅爾透鏡臺上，另一端穿過第二反射臺，第二調(diào)節(jié)桿使得第二反射臺沿著兩條水平滑道滑動，在第二反射臺上裝有第二反射鏡，第二反射鏡的反射面與第二反射臺平面的夾角為45°，在菲涅爾透鏡臺裝有菲涅爾透鏡；垂直架上分別裝有兩條垂直滑道，第一反射臺裝在兩條垂直滑道之間，在第一反射臺上裝有第一調(diào)節(jié)桿，第一調(diào)節(jié)桿使得第一反射臺沿著兩條垂直滑道上下滑動，在第一反射臺的下方裝有第一反射鏡，第一反射鏡的反射面與第一反射臺平面的夾角為45°，第一反射鏡正對著第二反射鏡并且相互平行；網(wǎng)格微調(diào)裝置包括:棱鏡第一校正反射鏡、第二校正反射鏡和鮑威爾棱鏡準(zhǔn)直鏡筒，激光束從氬離子激光器發(fā)射出來后，經(jīng)過棱鏡、第二校正反射鏡和第一校正反射鏡后，進(jìn)入了鮑威爾棱鏡準(zhǔn)直鏡筒。
[0007]本發(fā)明的一種激光束片光源系統(tǒng)，其中:所述第一反射鏡和第二反射鏡為直角反射鏡；
[0008]本發(fā)明的一種激光束片光源系統(tǒng)，其中:所述第一校正反射鏡和第二校正反射鏡為相互平行的平面反射鏡，激光束與第一校正反射鏡和第二校正反射鏡的夾角分別為45°，棱鏡為三角形棱鏡；
[0009]本發(fā)明的一種激光束片光源系統(tǒng)，其中:所述第二反射臺上開有螺紋孔，第二調(diào)節(jié)桿為螺紋桿；
[0010]本發(fā)明的一種激光束片光源系統(tǒng)，其中:所述第一反射臺上開有螺紋孔，第一調(diào)節(jié)桿為螺紋桿；
[0011]本發(fā)明的一種激光束片光源系統(tǒng)，其中:所述換熱器的外循環(huán)回路中裝有第二泵，第二泵被裝在冷卻塔和換熱器之間；
[0012]本發(fā)明的一種激光束片光源系統(tǒng)，其中:所述換熱器的內(nèi)循環(huán)回路中裝有第一泵，第一泵被裝在與氬離子激光器的諧振腔冷卻室和換熱器之間，內(nèi)循環(huán)回路中冷卻水為純凈水；
[0013]本發(fā)明的一種激光束片光源系統(tǒng)，其中:激光束片光源系統(tǒng)還包括:控制主機(jī)，它用于控制氬離子激光器；
[0014]本發(fā)明的一種激光束片光源系統(tǒng)，其中:激光束片光源系統(tǒng)還包括:過濾器，在冷卻塔和換熱器之間裝有過濾器。
[0015]本發(fā)明的一種激光束片光源系統(tǒng)克服了以往片光源的片光方位不易改變的缺點，使片光準(zhǔn)確射入，可以靈活調(diào)整大功率激光束的傳輸方位，使鮑威爾鏡產(chǎn)生均勻分布的片光。確定以多個反射鏡構(gòu)筑靈活的激光束傳導(dǎo)光學(xué)平臺，既保障了激光束低損耗的傳導(dǎo)，又可使片光布置靈活方便，同時使激光束發(fā)射出來的片光源的高度可以很靈活地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明激光束片光源系統(tǒng)的原理不意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明激光束片光源系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向裝置的正向示意圖；
[0018]圖3為從圖2的A-A處剖開的俯向示意圖；
[0019]圖4為圖2的側(cè)向示意圖。
[0020]在圖1至圖4中，標(biāo)號I為第一反射鏡；標(biāo)號2為第二反射鏡；標(biāo)號3為菲涅爾透鏡；標(biāo)號4為鮑威爾棱鏡準(zhǔn)直鏡筒；標(biāo)號5為第一校正反射鏡；標(biāo)號6為第二校正反射鏡；標(biāo)號7為網(wǎng)格微調(diào)裝置；標(biāo)號8為棱鏡；標(biāo)號9為IS離子激光器；標(biāo)號10為控制主機(jī)；標(biāo)號11為第一泵；標(biāo)號12為換熱器；標(biāo)號13為冷卻塔；標(biāo)號14為第二泵；標(biāo)號15為激光束；標(biāo)號16為平臺；標(biāo)號17為第二調(diào)節(jié)桿；標(biāo)號18為支撐架；標(biāo)號19為第二反射鏡臺；標(biāo)號20為水平滑道；標(biāo)號21為菲涅爾透鏡臺；標(biāo)號22為第一反射鏡臺；標(biāo)號23為第一調(diào)節(jié)桿；標(biāo)號24為垂直滑道；標(biāo)號25為轉(zhuǎn)向裝置；標(biāo)號26為過濾器；標(biāo)號27為諧振腔冷卻室。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的激光束片光源系統(tǒng)包括:第一反射鏡1、第二反射鏡2、菲涅爾透鏡3、網(wǎng)格微調(diào)裝置7、氬離子激光器9、換熱器12、冷卻塔13、控制主機(jī)10和過濾器26，換熱器12的一端與冷卻塔13形成外循環(huán)回路，換熱器12的外循環(huán)回路中裝有第二泵14，第二泵14被裝在冷卻塔13和換熱器12之間。換熱器12的另一端與氬離子激光器9的諧振腔冷卻室27形成內(nèi)循環(huán)回路，換熱器12的內(nèi)循環(huán)回路中裝有第一泵11，第一泵11被裝在與氬離子激光器9的諧振腔冷卻室27和換熱器12之間，內(nèi)循環(huán)回路中冷卻水為純凈水?？刂浦鳈C(jī)10用于控制氬離子激光器9，過濾器26被裝在冷卻塔13和換熱器12之間，氬離子激光器9發(fā)射出來的激光束15依次通過網(wǎng)格微調(diào)裝置7、菲涅爾透鏡3、第二反射鏡2和第一反射鏡I。
[0022]如圖2至圖4所示，網(wǎng)格微調(diào)裝置7、氬離子激光器9、菲涅爾透鏡3、第二反射鏡2和第一反射鏡I被安裝在轉(zhuǎn)向裝置25上，轉(zhuǎn)向裝置25上有一平臺16，垂直架18裝在垂直于平臺16的位置上，在平臺16上固定有氬離子激光器9、網(wǎng)格微調(diào)裝置7、菲涅爾透鏡臺21和兩條水平滑道20，兩條水平滑道20分別平行地裝在平臺16的兩側(cè)，第二反射臺19裝在兩條水平滑道20之間，第二反射臺19上開有螺紋孔，第二調(diào)節(jié)桿17為螺紋桿，第二調(diào)節(jié)桿17的一端固定在菲涅爾透鏡臺21上，另一端穿過第二反射臺19，第二調(diào)節(jié)桿17使得第二反射臺19沿著兩條水平滑道20滑動，在第二反射臺19上裝有第二反射鏡2，第二反射鏡2的反射面與第二反射臺19平面的夾角為45°，在菲涅爾透鏡臺21上裝有菲涅爾透鏡3 ;垂直架18上分別裝有兩條垂直滑道24，第一反射臺22裝在兩條垂直滑道24之間，第一反射臺22上開有螺紋孔，在第一反射臺22上裝有第一調(diào)節(jié)桿23，第一調(diào)節(jié)桿23為螺紋桿，第一調(diào)節(jié)桿2