探測光先后經(jīng)一號反射鏡4、二號反射鏡5和三號反射鏡6反射后入射至噴霧場20。
[0026]【具體實(shí)施方式】四、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】三所述的一種用于噴霧場測量的時間選通裝置的區(qū)別在于，它還包括四號反射鏡14和五號反射鏡15，所述經(jīng)光學(xué)延遲部件13延遲后的泵浦光先后經(jīng)四號反射鏡14和五號反射鏡15反射后入射二號透鏡16。
[0027]【具體實(shí)施方式】五、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一、二或四所述的一種用于噴霧場測量的時間選通裝置的區(qū)別在于，它包括激光器1，所述激光器I用于產(chǎn)生超短激光脈沖，并發(fā)射至分束片2。
[0028]【具體實(shí)施方式】六、基于【具體實(shí)施方式】一所述的一種用于噴霧場測量的時間選通方法，該方法具體為:
[0029]超短激光脈沖首先經(jīng)光學(xué)分束片分為泵浦光與探測光兩路；泵浦光經(jīng)過延遲線后聚焦至克爾介質(zhì)；探測光經(jīng)斬波后先入射至噴霧場，由噴霧場出射的探測光通過偏振片起偏后也聚焦至克爾介質(zhì)的同一位置；克爾介質(zhì)后加入光闌以阻擋透射出的泵浦光；光闌后放置與起偏器偏振方向正交的檢偏器；
[0030]在無泵浦光作用或泵浦光與探測光非同步到達(dá)克爾介質(zhì)的情況下，由于檢偏器與起偏器偏振方向正交，探測器接收不到由噴霧場出射的探測光信號，此時對應(yīng)于克爾門的關(guān)閉狀態(tài)；
[0031]當(dāng)調(diào)節(jié)延遲線使得泵浦光與探測光同時到達(dá)光學(xué)克爾介質(zhì)時，在泵浦光作用下克爾介質(zhì)發(fā)生光致雙折射，會導(dǎo)致通過克爾介質(zhì)的探測光偏振特性發(fā)生克爾效應(yīng)，探測器將接收到探測光的信號，此時對應(yīng)克爾門的開啟狀態(tài)；
[0032]可見，克爾效應(yīng)的存在對探測光產(chǎn)生了類似時間快門的效果。在飛秒激光脈沖作用下，該光學(xué)快門的開關(guān)速度主要取決于克爾介質(zhì)的響應(yīng)時間，通常在幾十飛秒到幾個皮秒量級。因此可以利用該效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對噴霧場出射的彈道光子、蛇形光子及散射光子等的時間選通。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于噴霧場測量的時間選通裝置，其特征是:它包括分束片(2)、斬波器(3)、起偏器(7)、一號透鏡(8)、光學(xué)延遲部件(13)、二號透鏡(16)、光闌(10)、檢偏器(11)、探測器(12)、鎖相放大器(17)和計算機(jī)(19); 超短激光脈沖經(jīng)分束片(2)分為泵浦光和探測光，所述泵浦光經(jīng)光學(xué)延遲部件(13)延遲后入射至二號透鏡(16)，經(jīng)二號透鏡(16)聚焦至克爾介質(zhì)(9); 所述探測光經(jīng)斬波器(3)斬波后入射至噴霧場(20)，經(jīng)噴霧場(20)出射的探測光入射至起偏器(7)，經(jīng)所述起偏器(7)起偏后入射至一號透鏡(8)，經(jīng)所述一號透鏡(8)聚焦至克爾介質(zhì)(9)，且與二號透鏡(16)聚焦位置相同； 光闌(10)位于克爾介質(zhì)(9)后，用于阻擋透射出的泵浦光；檢偏器(11)位于光闌(10)后，且與起偏器(7)的偏振方向正交；經(jīng)光闌(10)透射的光入射至檢偏器(11); 探測器(12)用于探測經(jīng)檢偏器(11)出射激光的光強(qiáng)，所述探測器(12)的電信號輸出端與鎖相放大器(17)的光強(qiáng)信號輸入端連接；所述鎖相放大器(17)與計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；斬波器(3)的控制信號輸入端與鎖相放大器(17)的控制信號輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于噴霧場測量的時間選通裝置，其特征在于它還包括電動平移臺(18)，所述電動平移臺(18)的控制信號輸入端與計算機(jī)(19)的控制信號輸出端連接，所述電動平移臺(18)用于對光學(xué)延遲部件(13)進(jìn)行調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于噴霧場測量的時間選通裝置，其特征在于它還包括一號反射鏡(4)、二號反射鏡(5)和三號反射鏡(6)，所述經(jīng)分束片(2)分出的探測光先后經(jīng)一號反射鏡(4)、二號反射鏡(5)和三號反射鏡(6)反射后入射至噴霧場(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于噴霧場測量的時間選通裝置，其特征在于它還包括四號反射鏡(14)和五號反射鏡(15)，所述經(jīng)光學(xué)延遲部件(13)延遲后的泵浦光先后經(jīng)四號反射鏡(14)和五號反射鏡(15)反射后入射二號透鏡(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的一種用于噴霧場測量的時間選通裝置，其特征在于它包括激光器(I)，所述激光器(I)用于產(chǎn)生超短激光脈沖，并發(fā)射至分束片(2)。
6.基于權(quán)利要求1所述的一種用于噴霧場測量的時間選通方法，其特征是:該方法具體為: 超短激光脈沖首先經(jīng)光學(xué)分束片分為泵浦光與探測光兩路；泵浦光經(jīng)過延遲線后聚焦至克爾介質(zhì)；探測光經(jīng)斬波后先入射至噴霧場，由噴霧場出射的探測光通過偏振片起偏后也聚焦至克爾介質(zhì)的同一位置；克爾介質(zhì)后加入光闌以阻擋透射出的泵浦光；光闌后放置與起偏器偏振方向正交的檢偏器； 在無泵浦光作用或泵浦光與探測光非同步到達(dá)克爾介質(zhì)的情況下，由于檢偏器與起偏器偏振方向正交，探測器接收不到由噴霧場出射的探測光信號，此時對應(yīng)于克爾門的關(guān)閉狀態(tài)； 當(dāng)調(diào)節(jié)延遲線使得泵浦光與探測光同時到達(dá)光學(xué)克爾介質(zhì)時，在泵浦光作用下克爾介質(zhì)發(fā)生光致雙折射，會導(dǎo)致通過克爾介質(zhì)的探測光偏振特性發(fā)生克爾效應(yīng)，探測器將接收到探測光的信號，此時對應(yīng)克爾門的開啟狀態(tài)； 實(shí)現(xiàn)噴霧場測量的時間選通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于噴霧場測量的時間選通方法，其特征在于克爾門的開關(guān)速度取決于克爾介質(zhì)的響應(yīng)時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于噴霧場測量的時間選通方法，其特征在于克爾門的開關(guān)速度在幾十飛秒到幾個皮秒量級。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于噴霧場測量的時間選通方法，其特征在于噴霧場測量的時間選通面向噴霧場出射的彈道光子、蛇形光子和散射光子。
【專利摘要】一種用于噴霧場測量的時間選通裝置及方法，涉及噴霧場霧化過程的測量裝置及方法，是為了實(shí)現(xiàn)在噴霧場測量過程中的時間選通。本發(fā)明的飛秒激光器輸出的超短激光脈沖首先經(jīng)光學(xué)分束片分為泵浦光與探測光兩路，泵浦光經(jīng)過延遲線后聚焦至克爾介質(zhì)，探測光經(jīng)斬波后先入射至噴霧場，由噴霧場出射的探測光通過一偏振片起偏后也聚焦至克爾介質(zhì)的同一位置，克爾介質(zhì)后加入光闌以阻擋透射出的泵浦光，光闌后放置一與起偏器偏振方向正交的檢偏器。本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)對噴霧場出射的彈道光子、蛇形光子及散射光子等的時間選通。
【IPC分類】G01N21-49, G01N21-01, G01N21-59
【公開號】CN104819937
【申請?zhí)枴緾N201510226474
【發(fā)明人】董志偉, 彭江波, 樊榮偉, 李旭東, 于欣, 陳德應(yīng), 夏元?dú)J, 于楊
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月6日