本實(shí)用新型涉及等離子體動(dòng)量測(cè)量設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種等離子體測(cè)量裝置和等離子體測(cè)量設(shè)備。

背景技術(shù)：

激光推進(jìn)技術(shù)，是一種把激光由熱能變?yōu)閯?dòng)能的技術(shù)，從而把動(dòng)能作為一種推進(jìn)的工具。例如：強(qiáng)激光與靶相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生超音速?lài)娚涞牡入x子體，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，在等離子體噴射的反方向?qū)a(chǎn)生一個(gè)作用力，該作用力就可以作為一種新的推進(jìn)源，從而完成了激光等離子體推進(jìn)的工作過(guò)程。由于激光等離子體推進(jìn)技術(shù)具有較好的推進(jìn)性能，還有較好的機(jī)動(dòng)性、靈活性和可靠性，近幾年在推進(jìn)比沖、發(fā)射成本、環(huán)保、安全等方面得到了迅速的發(fā)展。

采用激光推進(jìn)技術(shù)，對(duì)準(zhǔn)確測(cè)量燒蝕靶的動(dòng)量數(shù)據(jù)，起著非常重要的作用。對(duì)于塊狀靶材，激光燒蝕靶材后在靶材表面產(chǎn)生等離子體，根據(jù)動(dòng)量守恒定律的原理，直接測(cè)量靶材的反沖動(dòng)量即可計(jì)算出等離子體的動(dòng)量。所使用的動(dòng)量測(cè)量裝置包括：探測(cè)部、燒蝕靶和激光發(fā)射器，將燒蝕靶懸掛成一個(gè)單擺，激光發(fā)射器的激光束射到燒蝕靶上后，燒蝕靶燃燒所產(chǎn)生的熱量驅(qū)動(dòng)燒蝕靶擺動(dòng)，燒蝕靶擺動(dòng)一定的角度或振幅，探測(cè)部根據(jù)燒蝕靶擺動(dòng)角度的大小或者振幅的大小，再根據(jù)燒蝕靶的擺動(dòng)時(shí)間，就能夠計(jì)算出燒蝕靶的速度，然后依據(jù)燒蝕靶的質(zhì)量計(jì)算出燒蝕靶的動(dòng)量。該動(dòng)量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作起來(lái)方便，測(cè)量的精度相對(duì)較高，研究小組一般都會(huì)采用上述測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量。

而對(duì)于薄膜材料，由于薄膜的厚度比較薄，厚度一般在微米量級(jí)，并且整個(gè)薄膜材料質(zhì)地比較柔軟，采用上述懸吊的方式固定不牢固，因此，不能通過(guò)直接懸掛的單擺方式測(cè)量其產(chǎn)生的動(dòng)量，給測(cè)量薄膜的動(dòng)量數(shù)據(jù)造成了困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種等離子體測(cè)量裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的，薄膜材料質(zhì)地輕，厚度比較薄，采用懸掛的單擺方式燒蝕，不能測(cè)量其被激光束燒蝕時(shí)所產(chǎn)生的等離子體動(dòng)量的技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型還提供一種等離子體測(cè)量設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的，所述薄膜材料懸掛不便，不能對(duì)其進(jìn)行固定，采用激光發(fā)射器的激光束照射時(shí)，不能測(cè)量薄膜材料所產(chǎn)生的等離子體動(dòng)量的技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供的一種等離子體測(cè)量裝置，包括支撐板、激光發(fā)射器、擺塊、光源、信號(hào)采集器和示波器；

所述支撐板的一面連接能夠產(chǎn)生等離子體的燒蝕薄膜，所述支撐板的另一面設(shè)置激光發(fā)射器，所述擺塊設(shè)置在支撐板的一面，所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光投射在支撐板上，以使支撐板上連接的燒蝕薄膜產(chǎn)生等離子體，并驅(qū)動(dòng)擺塊擺動(dòng)；

所述光源照射時(shí)產(chǎn)生的光路穿過(guò)擺塊照射在信號(hào)采集器上，所述信號(hào)采集器與示波器連接。

進(jìn)一步的，還包括固定架，所述支撐板活動(dòng)連接在固定架上。

進(jìn)一步的，所述支撐板為玻璃板，或者為不銹鋼板。

進(jìn)一步的，所述支撐板為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以使燒蝕薄膜連接在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述擺塊采用多個(gè)懸吊線懸吊，多個(gè)所述懸吊線的一端連接在擺塊的中心點(diǎn)處，多個(gè)所述懸吊線的另一端連接在固定物上，使多個(gè)懸吊線之間形成自一端至另一端逐漸變寬的倒三角形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述光源為單色光光源。

進(jìn)一步的，所述激光發(fā)射器所發(fā)出的為二氧化碳激光束，或者為紫外線激光束，或者為光纖激光束。

進(jìn)一步的，所述固定架上具有凹槽，所述支撐板的一端卡合連接在凹槽內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述固定架上具有滑槽，所述支撐板的一端具有多個(gè)滑輪，多個(gè)所述滑輪連接在滑槽內(nèi)。

本實(shí)用新型還提供一種等離子體測(cè)量設(shè)備，包括安裝架，所述安裝架內(nèi)連接所述的等離子體測(cè)量裝置。

本實(shí)用新型提供的等離子體測(cè)量裝置，所述支撐板豎直放置，使所述支撐板的左側(cè)面連接燒蝕薄膜，所述支撐板的右側(cè)面設(shè)置激光發(fā)射器，所述激光發(fā)射器發(fā)出的激光束照射支撐板的右側(cè)面時(shí)，支撐板左側(cè)面的燒蝕薄膜能夠燃燒產(chǎn)生等離子體，所述擺塊設(shè)置在支撐板的左側(cè)面，并設(shè)置在燒蝕薄膜的左側(cè)，以使燒蝕薄膜燃燒時(shí)產(chǎn)生等離子體，所述等離子體膨脹后推動(dòng)擺塊，促使擺塊擺動(dòng)；所述光源設(shè)置在擺塊的左下端，所述信號(hào)采集器設(shè)置在擺塊的右上端，所述光源照射時(shí)，所產(chǎn)生的光路穿過(guò)擺塊，直接投射在信號(hào)采集器上，便于信號(hào)采集器對(duì)光路的光信號(hào)進(jìn)行采集；所述示波器與信號(hào)采集器連接，對(duì)擺塊穿過(guò)光路的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)擺塊在光路上的擺動(dòng)時(shí)間和擺塊的寬度能夠計(jì)算出擺塊的運(yùn)行速度，再根據(jù)擺塊的質(zhì)量，能夠得出激光等離子體的動(dòng)量，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

本實(shí)用新型提供的等離子體測(cè)量設(shè)備，所述安裝架內(nèi)連接所述的等離子體測(cè)量裝置，對(duì)整個(gè)動(dòng)量測(cè)量裝置的位置進(jìn)行固定，測(cè)量的薄膜動(dòng)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的等離子體測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的支撐板與固定架連接的一種實(shí)現(xiàn)方式示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的支撐板與固定架連接的另一種實(shí)現(xiàn)方式示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的的測(cè)量方法框圖。

圖標(biāo)：11－支撐板；12－激光發(fā)射器；13－擺塊；14－光源；15－信號(hào)采集器；16－示波器；17－固定架；141－光路。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的等離子體測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的支撐板與固定架連接的一種實(shí)現(xiàn)方式示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的支撐板與固定架連接的另一種實(shí)現(xiàn)方式示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的的測(cè)量方法框圖。

如圖1～3所示，本實(shí)用新型提供的一種等離子體測(cè)量裝置，包括支撐板11、激光發(fā)射器12、擺塊13、光源14、信號(hào)采集器15和示波器16；

所述支撐板11的一面連接能夠產(chǎn)生等離子體的燒蝕薄膜，所述支撐板11的另一面設(shè)置激光發(fā)射器12，所述擺塊13設(shè)置在支撐板11的一面，所述激光發(fā)射器12發(fā)射的激光投射在支撐板11上，以使支撐板11上連接的燒蝕薄膜產(chǎn)生等離子體，并驅(qū)動(dòng)擺塊13擺動(dòng)；

所述光源14照射時(shí)產(chǎn)生的光路141穿過(guò)擺塊13照射在信號(hào)采集器15上，所述信號(hào)采集器15與示波器16連接。

所述支撐板11為長(zhǎng)方體狀，所述支撐板11的左面連接燒蝕薄膜，所述燒蝕薄膜的四角采用膠粘合連接在支撐板11上，或者采用卡子將燒蝕薄膜的四個(gè)角卡合連接在支撐板11上，或者所述燒蝕薄膜的四個(gè)角采用膠和卡子相結(jié)合的方式連接在支撐板11上，以使燒蝕薄膜更加牢固的固定在支撐板11上；所述燒蝕薄膜采用鈣鈦礦CH₃NH₃PbI₃薄膜，也可以采用其他用來(lái)燒蝕的能夠產(chǎn)生等離子體的薄膜材料；在所述支撐板11的右面設(shè)置激光發(fā)射器12，所述激光發(fā)射器12將發(fā)出的激光束射向支撐板11的右面；所述擺塊13吊掛在支撐板11的左面，并與支撐板11的左面留有一定的間隙，所述激光發(fā)射器12發(fā)射激光束時(shí)，激光束直接射在支撐板11的右面，激光束穿過(guò)支撐板11聚焦至燒蝕薄膜上，此時(shí)燒蝕薄膜在支撐板11的左面產(chǎn)生等離子體，由于燒蝕薄膜固定在支撐板11的左面，擺塊13設(shè)置在支撐板11的左面，這時(shí)等離子體在支撐板11的左面膨脹，膨脹后推動(dòng)擺塊13晃動(dòng)，所述擺塊13晃動(dòng)后產(chǎn)生一定的位移；所述光源14設(shè)置在擺塊13的左下角，所述信號(hào)采集器15采用光電管，并設(shè)置在擺塊13的右上角，所述光源14照射時(shí)產(chǎn)生光路141，所述光路141穿過(guò)擺塊13照射在光電管上，所述光電管將信號(hào)輸入示波器16，這時(shí)示波器16上會(huì)顯示擺塊13晃動(dòng)的時(shí)間信號(hào)，該信號(hào)的寬度與擺塊13寬度的比值就是等離子體的擺動(dòng)速度，利用所得出的速度值乘以擺塊13的質(zhì)量就能夠得出等離子體的動(dòng)量數(shù)值，根據(jù)動(dòng)量守恒的原理，該動(dòng)量就是激光等離子體產(chǎn)生的動(dòng)量。

進(jìn)一步的，還包括固定架17，所述支撐板11活動(dòng)連接在固定架17上。

所述固定架17用來(lái)對(duì)支撐板11的下端進(jìn)行固定，以使支撐板11的下端牢固的固定在一個(gè)穩(wěn)定的位置，防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于燒蝕薄膜產(chǎn)生等離子體驅(qū)動(dòng)支撐板11晃動(dòng)；所述支撐板11的下端活動(dòng)連接在固定架的上端面，以便隨時(shí)對(duì)支撐板11進(jìn)行拆卸，對(duì)燒蝕薄膜進(jìn)行更換。

進(jìn)一步的，所述支撐板11為玻璃板，或者為不銹鋼板。

所述玻璃板的透光性好，便于觀察燒蝕薄膜的狀況，并且激光束打在玻璃板上后能夠穿透玻璃板，然后聚焦到燒蝕薄膜上，使燒蝕薄膜產(chǎn)生等離子體；為了使支撐板11更加耐用，所述支撐板11還可以采用具有一定厚度的不銹鋼板。

進(jìn)一步的，所述支撐板11為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以使燒蝕薄膜連接在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。

如圖3中所示，所述支撐板11采用網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，即：在支撐板11的四周設(shè)置框架，支撐板11的中部位置連接網(wǎng)狀支撐架，以使燒蝕薄膜直接貼合連接在網(wǎng)狀支撐架上，不但便于對(duì)燒蝕薄膜進(jìn)行固定，而且也便于激光發(fā)射器12的激光束穿過(guò)支撐板11聚焦在燒蝕薄膜上。

進(jìn)一步的，所述擺塊13采用多個(gè)懸吊線懸吊，多個(gè)所述懸吊線的一端連接在擺塊13的中心點(diǎn)處，多個(gè)所述懸吊線的另一端連接在固定物上，使多個(gè)懸吊線之間形成自一端至另一端逐漸變寬的倒三角形結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，所述擺塊13可以采用吊掛物的形式，采用兩條懸吊線懸掛構(gòu)成單擺，使兩條懸吊線的上端分別與屋頂連接，兩條懸吊線的下端分別與擺塊13上端面的中心點(diǎn)連接，兩條懸吊線之間形成自下至上逐漸變寬的倒三角形結(jié)構(gòu)，雙線單擺可以很好的解決擺塊13出現(xiàn)的左右擺動(dòng)的問(wèn)題；所述懸吊線的數(shù)量采用偶數(shù)，并且沿著擺塊13的中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置，以使擺塊13的中心穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)左右擺動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述光源14為單色光光源。

所述光源14采用氦氖光光源，所述氦氖光光源用于產(chǎn)生探測(cè)光，所述探測(cè)光采用單色光，波長(zhǎng)取值為0.6328微米，所述單色光是單一頻率或波長(zhǎng)的光，不會(huì)產(chǎn)生色散。

進(jìn)一步的，所述激光發(fā)射器12所發(fā)出的為二氧化碳激光束，或者為紫外線激光束，或者為光纖激光束。

所述二氧化碳激光束的激光效率高，不會(huì)造成工作介質(zhì)損害，是一種比較理想的激光束；所述紫外線激光束的頻率較大；所述光纖激光束的頻帶寬、抗干擾能力強(qiáng)。

進(jìn)一步的，所述固定架17上具有凹槽，所述支撐板11的一端卡合連接在凹槽內(nèi)。

如圖2所示，在固定架17的頂面開(kāi)設(shè)一個(gè)長(zhǎng)方形的凹槽，所述支撐板11的下端面卡合連接在凹槽內(nèi)，以對(duì)支撐板11的位置進(jìn)行固定。

進(jìn)一步的，所述固定架17上具有滑槽，所述支撐板11的一端具有多個(gè)滑輪，多個(gè)所述滑輪連接在滑槽內(nèi)。

如圖3所示，所述固定架17的頂面還可以開(kāi)設(shè)一個(gè)滑槽，在所述支撐板11的下端面設(shè)置多個(gè)滑輪，所述滑輪在滑槽內(nèi)滑動(dòng)連接，以使支撐板11能夠滑動(dòng)連接在滑槽內(nèi)，便于拆卸。

本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述光源14采用氦氖光光源，安裝在擺塊13的左下角，所述信號(hào)采集器15為光電管，設(shè)置在擺塊13的右上角位置，所述光電管與示波器16連接，所述示波器16對(duì)光電管輸入的信號(hào)進(jìn)行記錄；所述擺塊13使用兩根懸吊線，兩根懸吊線的上端與屋頂連接，兩根懸吊線的下端連接在擺塊13的上端面中心點(diǎn)處，使兩根懸吊線形成倒三角形的結(jié)構(gòu)，兩根懸吊線還能夠防止擺塊13的左右擺動(dòng)，使擺塊13的固定更加牢固；所述支撐板11的下端面卡合連接在固定架17的上端面，以使支撐板11能夠從固定架17上拆卸下來(lái)；所述支撐板11的左面采用四個(gè)卡扣連接CH₃NH₃PbI₃薄膜，使CH₃NH₃PbI₃薄膜的四個(gè)角連接在支撐板11上，對(duì)CH₃NH₃PbI₃薄膜的位置進(jìn)行固定；所述激光發(fā)射器12設(shè)置在支撐板11的右面，所述激光發(fā)射器12所發(fā)出的激光束對(duì)準(zhǔn)支撐板11的右面。

如圖4為本實(shí)用新型的測(cè)量方法框圖，主要包括如下步驟：激光投射－薄膜燃燒－擺塊擺動(dòng)－光路投射－信號(hào)采集－信號(hào)處理。

具體的工作過(guò)程如下所示：所述激光發(fā)射器12發(fā)出的二氧化碳激光束直接射在支撐板11的右面，這時(shí)，二氧化碳激光束透過(guò)支撐板11聚焦到CH₃NH₃PbI₃薄膜上，使CH₃NH₃PbI₃薄膜產(chǎn)生等離子體，等離子體開(kāi)始膨脹，然后推動(dòng)擺塊13動(dòng)作；氦氖光光源發(fā)出的光路141被擺塊13遮擋，光路141將信號(hào)傳遞至光電管上，光電管將相應(yīng)的時(shí)間信號(hào)傳遞至示波器16上進(jìn)行顯示，根據(jù)該信號(hào)的寬度與擺塊13寬度的比值，即可計(jì)算出擺塊13的擺動(dòng)速度，再利用該擺動(dòng)速度的數(shù)值乘以擺塊13的質(zhì)量就能夠得出CH₃NH₃PbI₃薄膜產(chǎn)生的動(dòng)量。

本實(shí)用新型提供的一種等離子體測(cè)量裝置，將CH₃NH₃PbI₃薄膜直接連接在支撐板上，所述支撐板對(duì)CH₃NH₃PbI₃薄膜的位置進(jìn)行固定，便于對(duì)CH₃NH₃PbI₃薄膜進(jìn)行試驗(yàn)；所述CH₃NH₃PbI₃薄膜采用可拆卸的連接方式固定在支撐板上，便于隨時(shí)對(duì)CH₃NH₃PbI₃薄膜進(jìn)行拆卸；所述激光束沿著CH₃NH₃PbI₃薄膜的支撐板另一面投射，不但對(duì)CH₃NH₃PbI₃薄膜進(jìn)行了保護(hù)，而且激光束直接穿過(guò)支撐板，使激光束更好的聚焦在CH₃NH₃PbI₃薄膜上，從而完成了激光束燒蝕薄膜產(chǎn)生等離子體的動(dòng)量測(cè)量。

本實(shí)用新型還提供一種等離子體測(cè)量設(shè)備，包括安裝架，所述安裝架內(nèi)連接所述的等離子體測(cè)量裝置。

本實(shí)用新型提供的一種薄膜動(dòng)量測(cè)量設(shè)備，所述安裝架內(nèi)的等離子體測(cè)量裝置能夠?qū)Ρ∧さ奈恢眠M(jìn)行固定，便于實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行試驗(yàn)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。