一種用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光等離子體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]強(qiáng)激光與靶相互作用時(shí)產(chǎn)生超音速噴射的等離子體，根據(jù)動(dòng)量守恒，在等離子體噴射的反方向產(chǎn)生一個(gè)作用力，該作用力可以作為一種新的推進(jìn)源，這就是激光等離子體推進(jìn)的基本原理。激光等離子體推進(jìn)技術(shù)由于在推進(jìn)比沖、發(fā)射成本、環(huán)保、安全等方面的優(yōu)勢(shì)，在過(guò)去幾年內(nèi)獲得了迅速的發(fā)展。而對(duì)于等離子體產(chǎn)生的液滴噴濺過(guò)程是激光等離子體推進(jìn)中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，由于激光等離子體產(chǎn)生的液滴噴濺速度快，液滴破碎程度高，濺射方向發(fā)散，因此如何測(cè)量該等離子體產(chǎn)生的液滴濺射過(guò)程，特別是液滴濺射的分布是一個(gè)首先需要解決的問(wèn)題。
[0003]對(duì)于激光等離子體的液滴濺射測(cè)量，目前是利用高速攝像機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，將攝像機(jī)對(duì)焦在靶表面，持續(xù)的錄像以獲得液滴濺射的時(shí)間演化，再通過(guò)后期對(duì)視頻的處理得到單幀圖像，從而得到等離子體液滴濺射的時(shí)間演化。該方法的缺點(diǎn)在于:對(duì)攝像機(jī)要求高，常由于失焦而無(wú)法獲得單幀的清晰畫(huà)面，以及攝像機(jī)所采集的液滴濺射時(shí)間演化為垂直于濺射方向的二維的圖像，除無(wú)法采集到部分濺射液滴圖樣外更無(wú)法獲得濺射液滴在濺射方向的空間分布情況；還有高速攝像機(jī)無(wú)法采集到半徑小于0.1mm的液滴濺射圖像。
[0004]由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的激光等離子體的濺射斑測(cè)量方法仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種操作簡(jiǎn)單且測(cè)量精度高的新的用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的裝置，成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種操作簡(jiǎn)單且測(cè)量精度高的激光等離子體的濺射斑測(cè)量裝置，使其能方便準(zhǔn)確的測(cè)量到激光等離子體的濺射斑分布圖像，從而克服現(xiàn)有的激光等離子體的濺射斑測(cè)量方法的不足。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的裝置，包括依次設(shè)置的光源、擴(kuò)束鏡、光學(xué)玻璃和照相裝置，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)擴(kuò)束鏡后垂直射向所述光學(xué)玻璃，所述光學(xué)玻璃為可活動(dòng)設(shè)置，用于收集激光等離子體產(chǎn)生的濺射液體，所述照相裝置用于拍攝所述光學(xué)玻璃上由所述濺射液體形成的濺射斑圖像。
[0007]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述光源為氦氖光光源。
[0008]進(jìn)一步改進(jìn)，所述光學(xué)玻璃為K9玻璃片。
[0009]采用上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]本實(shí)用新型用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的裝置，通過(guò)擴(kuò)束鏡將光源發(fā)出的光束形成平行的探測(cè)光垂直射向已分布有濺射液體的光學(xué)玻璃上，并利用液體折射率與玻璃折射率的不同，由照相裝置完成濺射斑圖像的拍攝。該測(cè)量裝置采用普通照相機(jī)即可，呈像清晰、不失焦，且可獲得半徑小于0.1mm的液滴分布，數(shù)據(jù)圖像完備準(zhǔn)確，測(cè)量精度高。與現(xiàn)有的利用高速攝像機(jī)拍攝的裝置相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]圖1是本實(shí)用新型激光等離子體濺射斑的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型濺射斑測(cè)量裝置采集到的濺射斑分布圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參照附圖1可見(jiàn)，本實(shí)用新型用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的測(cè)量裝置包括依次設(shè)置的光源101、擴(kuò)束鏡102、光學(xué)玻璃103和照相裝置104，該光源101發(fā)出的光束經(jīng)擴(kuò)束鏡102后垂直射向光學(xué)玻璃103上，照相裝置104設(shè)置于光學(xué)玻璃103的背面，用于拍攝光學(xué)玻璃103上液滴濺射斑的圖像。
[0015]本實(shí)施例中激光源101為氦氖光光源，該氦氖光光源產(chǎn)生的激光束經(jīng)擴(kuò)束鏡102后產(chǎn)生平行的透射光束，該平行的透射光束作為探測(cè)光束，垂直射向表面分布有濺射液體的光學(xué)玻璃103上。
[0016]本實(shí)施例中光學(xué)玻璃103為K9玻璃片，為可活動(dòng)的設(shè)置在該測(cè)量裝置上，用于收集激光等離子體產(chǎn)生的濺射液體。
[0017]本實(shí)施例中照相裝置104可采用普通照相機(jī)，用于拍攝光學(xué)玻璃片上液滴濺射斑的分布圖像，其呈像清晰、不失焦，且可獲得半徑小于0.1mm的液滴分布，如附圖2所示，與現(xiàn)有的利用高速攝像機(jī)拍攝的裝置相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
[0018]本實(shí)用新型濺射斑測(cè)量裝置的具體測(cè)量過(guò)程為:首先，將已濺射有激光等離子體噴射液體的K9玻璃片裝入該測(cè)量裝置中；再開(kāi)啟氦氖光光源，其產(chǎn)生的激光束經(jīng)擴(kuò)束鏡后形成平行的透射光束，作為探測(cè)光；該探測(cè)光垂直照射到分布有濺射液體的K9玻璃片后，由照相機(jī)完成濺射斑圖像的拍攝。
[0019]本實(shí)用新型濺射斑測(cè)量裝置的測(cè)量原理為:當(dāng)探測(cè)光垂直照射到分布有濺射液體的K9玻璃片時(shí)，濺射液體會(huì)吸收部分光強(qiáng)，并且由于液體折射率與玻璃折射率存在的差另IJ，透射光的方向和光強(qiáng)會(huì)發(fā)生較大的改變，照相機(jī)可捕捉該光線的變化，最終反映出玻璃片上液滴派射斑的分布情況。
[0020]當(dāng)然，本實(shí)用新型中激光源還可為其它的能提供連續(xù)的、光斑直徑很小光束的光源。
[0021]本實(shí)用新型用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的測(cè)量裝置操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)圖像完備準(zhǔn)確、測(cè)量精度極高。
[0022]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的裝置，其特征在于，包括依次設(shè)置的光源、擴(kuò)束鏡、光學(xué)玻璃和照相裝置，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)擴(kuò)束鏡后垂直射向所述光學(xué)玻璃，所述光學(xué)玻璃為可活動(dòng)設(shè)置，用于收集激光等離子體產(chǎn)生的濺射液體，所述照相裝置用于拍攝所述光學(xué)玻璃上由所述濺射液體形成的濺射斑圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的裝置，其特征在于，所述光源為氦氖光光源。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的裝置，其特征在于，所述光學(xué)玻璃為K9玻璃片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于測(cè)量激光等離子體濺射斑的裝置，包括依次設(shè)置的光源、擴(kuò)束鏡、光學(xué)玻璃和照相裝置，所述光源發(fā)出的光束經(jīng)擴(kuò)束鏡后垂直射向所述光學(xué)玻璃，所述光學(xué)玻璃為可活動(dòng)設(shè)置，用于收集激光等離子體產(chǎn)生的濺射液體，所述照相裝置用于拍攝所述光學(xué)玻璃上由所述濺射液體形成的濺射斑圖像。所述光源為氦氖光光源。所述光學(xué)玻璃為K9玻璃片。本實(shí)用新型通過(guò)擴(kuò)束鏡將光源發(fā)出的光束形成平行的探測(cè)光垂直射向已分布有濺射液體的光學(xué)玻璃上，并利用液體折射率與玻璃折射率的不同，由照相裝置完成濺射斑圖像的拍攝。該測(cè)量裝置設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)圖像完備準(zhǔn)確、測(cè)量精度高。
【IPC分類】G01N21/17
【公開(kāi)號(hào)】CN204882355
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520526681
【發(fā)明人】梁田, 鄭志遠(yuǎn), 褚雕心, 張思齊, 張自力, 董愛(ài)國(guó), 高祿, 高華
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月20日