CN108593106B - 一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置 - Google Patents
一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置。包括种子注入脉冲Nd;YAG激光器、偏振分光镜、波片等等。上述***装置的具体过程是种子注入脉冲Nd;YAG激光器发射出波长为532nm的激光束,经过偏振分光镜，偏振分光镜对水平光高透，对垂直偏振光高反，激光束再经过1/4波片、凸透镜，聚焦到控温玻璃水槽中，产生后向受激布里渊散射光谱，受激布里渊散射光依次通过1/4波片、偏振分光镜、反射镜、凹透镜、凸透镜、F‑P标准具后，进入ICCD信号采集***，ICCD的时序控制装置是脉冲延迟发生器，信号处理分析后显示在计算机上。本发明的优点是：更准确的探测受激布里渊散射瞬态光栅结构来分析受激布里渊散射产生机制。
Description
技术领域
本发明涉及一种***装置，具体为一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置。
背景技术
本发明作为一种探测***装置，其主要是通过双光束***探测泵浦激光在水中产生受激布里渊散射时的瞬态超声光栅结构。发明思想在于受激布里渊散射在水下探测及遥感领域有广阔应用前景，但其作用机理有关报道并不多，且无法解释许多实验结果。目前有关受激布里渊散射的物理机制研究基本上都是围绕求解简化后的非线性耦合波方程组的数值解来分析和解释一些基本规律，而对散射过程中存在的微观机理和结构缺少相应的探测方法。本发明采用双光束探测***分析水中的受激布里渊散射，重点探测水中产生受激布里渊散射后水的折射率调制分布和超声光栅非均匀分布，利用皮秒激光器和超短脉冲测量仪等设备通过探测光束通过瞬态超声光栅后的衍射光谱的光强分布，得到介质的弹性应变分布，从而来分析受激布里渊散射瞬态超声光栅结构及折射率分布，探测结果将对解决目前受激布里渊散射激光雷达的探测深度和探测精度问题具有潜在的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置，更准确的探测受激布里渊散射瞬态光栅结构来分析受激布里渊散射产生机制。
本发明采用的技术方案如下：一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置，包括种子注入脉冲Nd；YAG激光器(01)、偏振分光镜(02)、1/4波片(03)、凸透镜一(04)、瞬态超声光栅(05)、控温玻璃水槽(06)、超短脉冲测量仪(07)、反射镜一(08)、凹透镜一(09)、凸透镜二(10)、F-P标准具(11)、ICCD(12)、脉冲延迟发生器(13)、计算机(14)、皮秒激光器(15)、凹透镜二(16)、凸透镜三(17)、反射镜二(18)；其特征在于：上述***装置的具体过程是种子注入脉冲Nd；YAG激光器(01)发射出波长为532nm的激光束,经过偏振分光镜(02)，偏振分光镜对水平光高透，对垂直偏振光高反，激光束再经过1/4波片(03)、凸透镜一(04)，聚焦到控温玻璃水槽(06)中，产生后向受激布里渊散射光谱，受激布里渊散射光依次通过1/4波片(03)、偏振分光镜(02)、反射镜一(08)、凹透镜一(09)、凸透镜二(10)、F-P标准具(11)后，进入ICCD信号采集***(12)，ICCD的时序控制装置是脉冲延迟发生器(13)，信号处理分析后显示在计算机(14)上；另一束光路是皮秒激光器(15)发射出波长为532nm的探测光束，经过凹透镜二(16)和凸透镜三(17)进行准直后，被反射镜二(18)经布拉格角反射到瞬态超声光栅(05)位置，产生的衍射光由超短脉冲测量仪(07)采集。通过探测光束通过瞬态超声光栅后的衍射光谱的光强分布，得到介质的弹性应变分布，从而来分析受激布里渊散射瞬态超声光栅结构及折射率分布。
皮秒激光器(15)发射出的光束以布拉格角入射到受激布里渊散射瞬态超声光栅(05)中。
采用了种子注入脉冲Nd；YAG激光器(01)、偏振分光镜(02)、1/4波片(03)、凸透镜一(04)、瞬态超声光栅(05)、控温玻璃水槽(06)、超短脉冲测量仪(07)、反射镜一(08)、凹透镜一(09)、凸透镜二(10)、F-P标准具(11)、ICCD(12)、脉冲延迟发生器(13)、计算机(14)、皮秒激光器(15)、凹透镜二(16)、凸透镜三(17)、反射镜二(18)的***装置。
控温玻璃水槽(06)温度范围是0-40℃，温度精度0.1℃，采用高透K9型光学玻璃。
种子注入脉冲Nd；YAG激光器(01)，重复频率：10HZ，脉冲宽度：8ns，单脉冲能量：4J/脉冲，线宽：90MHz；皮秒激光器(15)，波长：1064/532/355nm,脉宽：30ps，重复频率：10Hz，输出能量：出射光束波长为1064nm时为80mJ/脉冲，532nm时为40mJ/脉冲，355nm时为24mJ/脉冲。
ICCD(12)，最窄门宽：2ns，像素尺寸：12μm，像素数：1024x1024，传输率：5MHz，灵敏度：4-300ADU/光子；脉冲延迟发生器(13)为4通道，延时：0-1000秒可调，精度：2ps，上升沿：5ps。
本发明的优点是：更准确的探测受激布里渊散射瞬态光栅结构来分析受激布里渊散射产生机制。
附图说明
图1是本发明的***结构图。
图1所示：种子注入脉冲Nd；YAG激光器(01)、偏振分光镜(02)、1/4波片(03)、凸透镜一(04)、瞬态超声光栅(05)、控温玻璃水槽(06)、超短脉冲测量仪(07)、反射镜一(08)、凹透镜一(09)、凸透镜二(10)、F-P标准具(11)、ICCD(12)、脉冲延迟发生器(13)、计算机(14)、皮秒激光器(15)、凹透镜二(16)、凸透镜三(17)、反射镜二(18)。
具体实施方式
①种子注入脉冲Nd；YAG激光器(01)发射出波长为532nm的激光束,经过偏振分光镜(02)，偏振分光镜对水平光高透，对垂直偏振光高反，激光束再经过1/4波片(03)、凸透镜一(04)，入射到控温玻璃水槽(06)中，聚焦产生后向受激布里渊散射光谱，受激布里渊散射光依次通过1/4波片(03)、偏振分光镜(02)、反射镜一(08)、凹透镜一(09)、凸透镜二(10)、F-P标准具(11)后，进入ICCD信号采集***(12)，ICCD的时序控制装置是脉冲延迟发生器(13)，信号处理分析后显示在计算机(14)上。另一束光路是皮秒激光器(15)发射出波长为532nm的探测光束，经过凹透镜二(16)和凸透镜三(17)进行准直后，被反射镜二(18)经布拉格角反射到瞬态超声光栅位置，产生的衍射光由超短脉冲测量仪(07)采集。
②本发明涉及一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置，其特点是控温玻璃水槽(06)温度范围是0-40℃，温度精度0.1℃，采用高透K9型光学玻璃。
③本发明涉及一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置，其特点：种子注入脉冲Nd；YAG激光器(01)，重复频率：10HZ，脉冲宽度：8ns，单脉冲能量：4J/脉冲，线宽：90MHz；皮秒激光器(15)，波长：1064/532/355nm,脉宽：30ps，重复频率：10Hz，输出能量：出射光束波长为1064nm时为80mJ/脉冲，532nm时为40mJ/脉冲，355nm时为24mJ/脉冲。
④本发明涉及一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置，其特点：ICCD(12)，最窄门宽：2ns，像素尺寸：12μm，像素数：1024x1024，传输率：5MHz，灵敏度：4-300ADU/光子；脉冲延迟发生器(13)，4通道，延时：0-1000秒可调，精度：2ps，上升沿：5ps。
Claims (4)
1.一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置，包括种子注入脉冲Nd；YAG激光器(01)、偏振分光镜(02)、1/4波片(03)、凸透镜一(04)、瞬态超声光栅(05)、控温玻璃水槽(06)、超短脉冲测量仪(07)、反射镜一(08)、凹透镜一(09)、凸透镜二(10)、F-P标准具(11)、ICCD(12)、脉冲延迟发生器(13)、计算机(14)、皮秒激光器(15)、凹透镜二(16)、凸透镜三(17)、反射镜二(18)；其特征在于：上述***装置的具体过程是种子注入脉冲Nd；YAG激光器(01)发射出波长为532nm的激光束,经过偏振分光镜(02)，偏振分光镜对水平光高透，对垂直偏振光高反，激光束再经过1/4波片(03)、凸透镜一(04)，聚焦到控温玻璃水槽(06)中，产生后向受激布里渊散射光谱，受激布里渊散射光依次通过1/4波片(03)、偏振分光镜(02)、反射镜一(08)、凹透镜一(09)、凸透镜二(10)、F-P标准具(11)后，进入ICCD信号采集***(12)，ICCD的时序控制装置是脉冲延迟发生器(13)，信号处理分析后显示在计算机(14)上；另一束光路是皮秒激光器(15)发射出波长为532nm的探测光束，经过凹透镜二(16)和凸透镜三(17)进行准直后，被反射镜二(18)经布拉格角反射到瞬态超声光栅(05)位置，产生的衍射光由超短脉冲测量仪(07)采集； 通过探测光束通过瞬态超声光栅后的衍射光谱的光强分布，得到介质的弹性应变分布，从而来分析受激布里渊散射瞬态超声光栅结构及折射率分布。
2.如权利要求1所述的一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置，其特征在于：控温玻璃水槽(06)温度范围是0-40℃，温度精度0.1℃，采用高透K9型光学玻璃。
3.如权利要求1所述的一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置，其特征在于：种子注入脉冲Nd；YAG激光器(01)，重复频率：10HZ，脉冲宽度：8ns，单脉冲能量：4J/脉冲，线宽：90MHz；皮秒激光器(15)，波长：1064/532/355nm,脉宽：30ps，重复频率：10Hz，输出能量：出射光束波长为1064nm时为80mJ/脉冲，532nm时为40mJ/脉冲，355nm时为24mJ/脉冲。
4.如权利要求1所述的一种探测受激布里渊散射瞬态超声光栅光谱的***装置，其特征在于：ICCD(12)，最窄门宽：2ns，像素尺寸：12μm，像素数：1024x1024，传输率：5MHz，灵敏度：4-300ADU/光子；脉冲延迟发生器(13)为4通道，延时：0-1000秒可调，精度：2ps，上升沿：5ps。
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