一種等離子體的動量測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及等離子體測量領(lǐng)域，特別是涉及一種等離子體的動量測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]強激光與靶相互作用時產(chǎn)生超音速噴射的等離子體，根據(jù)動量守恒，在等離子體噴射的反方向產(chǎn)生一個作用力，該作用力可以作為一種新的推進源，這就是激光等離子體推進的基本原理。由于激光等離子體推進技術(shù)在推進比沖、發(fā)射成本、環(huán)保、安全等方面的優(yōu)勢，在過去的幾年內(nèi)獲得了迅速的發(fā)展。等離子體產(chǎn)生的動量是激光等離子體推進中首先要考慮的問題，由于激光等離子體產(chǎn)生的動量很小，并且等離子體與物體的作用時間很短，因此如何測量該等離子體的動量，特別是動量中的速度是一個首先需要解決的問題。對于激光等離子體的動量測量，在實際實驗中是利用動量守恒原理來實現(xiàn)的，根據(jù)動量守恒，被激光燒蝕的物體的動量即靶的動量便是等離子體的動量，對于靶動量來說，關(guān)鍵是得到靶的速度。目前在實驗上一般采用單擺法測量，該方法是將激光燒蝕的靶懸掛成一個單擺，通過測量靶在燒蝕后擺動的角度或振幅獲得靶的速度。由于該方法是一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測量精度相對較高的測量方法，而被多數(shù)研究小組采用，但是該方法是間接測量，弓丨入誤差較大。在過去幾年，技術(shù)人員提出了平行雙探測光測量方法，所述平行雙探測光測量方法消除了靶的本身寬度與探測光光斑尺寸對速度測量的影響，但是，由于兩束探測光采用了兩個獨立光源和兩個獨立的光電探測接收器，當(dāng)兩束光的距離在2-3個毫米時，儀器的架設(shè)繁復(fù)，測量裝置累贅，在光路調(diào)節(jié)上的困難對測量精度造成了極大的影響。
[0003]由此可見，上述現(xiàn)有的一種等離子體的動量測試裝置在結(jié)構(gòu)、方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創(chuàng)設(shè)一種試驗裝置簡單、光路調(diào)節(jié)難度低、速度測量精度高的新的一種等離子體的動量測試裝置，實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之
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【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種等離子體的動量測試裝置，使其具有結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)難度低、速度測量精度高等優(yōu)點，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型一種等離子體的動量測試裝置，包括光源、單擺、直角全反棱鏡、光電管以及示波器，所述光源發(fā)出的第一探測光束經(jīng)直角全反棱鏡反射后得到與第一探測光束平行的第二探測光束，所述第二探測光束射入所述光電管，所述光電管和所述示波器連接，所述單擺設(shè)置在所述光源和直角全反棱鏡之間，包括靶和連接在靶下方的細(xì)絲，所述細(xì)絲擺動時可掠過所述第一探測光束和第二探測光束。
[0006]作為本實用新型的一種改進，所述光源和所述單擺之間還設(shè)置有一個半透半反棱鏡，所述第一探測光束為光源發(fā)出的光束經(jīng)過半透半反棱鏡后的透射光束，所述第二探測光束經(jīng)過所述半透半反棱鏡反射后射入所述光電管。
[0007]作為進一步改進，所述單擺中的靶為雙線懸掛靶。
[0008]作為進一步改進，所述光源為氦氖光光源。
[0009]采用這樣的設(shè)計后，本實用新型至少具有以下優(yōu)點:
[0010]本實用新型提出了單光源單探測器平行探測光實驗裝置，該實驗裝置使用儀器較少，僅僅用了單一光源和單一接收器，實驗裝置簡單，光路調(diào)節(jié)難度低，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確完備，測量結(jié)果不受探測光束間距調(diào)節(jié)的限制，從而提高速度測量的精度，適用于速度低、位移小的激光等離子體動量的測量。
【附圖說明】
[0011]上述僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明。
[0012]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意及光路不意圖。
[0013]圖2是本實用新型的示波器上采集的時間信號示意圖。
【具體實施方式】
[0014]—種等離子體的動量測試裝置，包括光源、單擺、直角全反棱鏡、光電管以及示波器，光源發(fā)出的第一探測光束經(jīng)直角全反棱鏡反射后得到與第一探測光束平行的第二探測光束，第二探測光束射入所述光電管，光電管和示波器連接，單擺設(shè)置在所述光源和直角全反棱鏡之間，包括靶和連接在靶下方的細(xì)絲，細(xì)絲擺動時可掠過所述第一探測光束和第二探測光束。
[0015]進一步具體來講，光源和單擺之間還設(shè)置有一個半透半反棱鏡，第一探測光束為光源發(fā)出的光束經(jīng)過半透半反棱鏡后的透射光束，第二探測光束經(jīng)過半透半反棱鏡反射后射入光電管。單擺中的革E為雙線懸掛革E，光源為氦氖光光源。
[0016]以下是一個【具體實施方式】:
[0017]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意及光路示意圖，一種等離子體動量測量裝置，包括氦氖光光源101、半透半反棱鏡104、掛有靶108和細(xì)絲107的單擺、直角全反棱鏡109、光電管103、示波器102。本測量裝置根據(jù)細(xì)絲107掠過第一探測光束105和第二探測光束106的時間以及兩束探測光束間的距離獲得靶108的飛行速度，然后通過靶108的質(zhì)量獲得等尚子體的動量。
[0018]氦氖光光源101產(chǎn)生激光束，通過半透半反棱鏡104后產(chǎn)生透射光作為第一探測光束105，第一探測光束105經(jīng)直角全反棱鏡109折返為第二探測光束106，第二探測光束106經(jīng)過細(xì)絲107，再經(jīng)過半透半反棱鏡104，反射光進入光電管103，最后輸入到示波器102進行信號記錄。靶108用雙線懸掛起來，靶108下面連接細(xì)絲107，構(gòu)成一個雙線單擺，雙線單擺可以很好的解決靶108的左右擺動問題。通過直角全反棱鏡109的反射調(diào)節(jié)，很容易實現(xiàn)第一探測光束105和第二探測光束106之間距離的調(diào)節(jié)。
[0019]氦氖光光源101僅作為光源，提供連續(xù)的、光斑直徑很小的光束，其它能夠提供光束的光源也可使用，測量得到的速度是靶108在平衡位置的速度，即靶108下落到最低點時細(xì)絲107的速度。
[0020]具體的測量過程為:當(dāng)細(xì)絲107掠過第一探測光束105以及第二探測光束106時，示波器102上會呈現(xiàn)出相應(yīng)的兩個信號，兩個信號間的間隔就是細(xì)絲107通過第一探測光束105以及第二探測光束106的時間，如圖2所示。第一探測光束105以及第二探測光束106間的距離與示波器102上的時間間隔的比值就是靶108的擺動速度，該速度與靶108的質(zhì)量的乘積就是靶動量，根據(jù)動量守恒原理，該靶動量就是激光等離子體產(chǎn)生的動量。
[0021]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實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)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種等離子體的動量測試裝置，其特征在于包括光源、單擺、直角全反棱鏡、光電管以及示波器，所述光源發(fā)出的第一探測光束經(jīng)直角全反棱鏡反射后得到與第一探測光束平行的第二探測光束，所述第二探測光束射入所述光電管，所述光電管和所述示波器連接，所述單擺設(shè)置在所述光源和直角全反棱鏡之間，包括靶和連接在靶下方的細(xì)絲，所述細(xì)絲擺動時可掠過所述第一探測光束和第二探測光束。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等離子體的動量測試裝置，其特征在于所述光源和所述單擺之間還設(shè)置有一個半透半反棱鏡，所述第一探測光束為光源發(fā)出的光束經(jīng)過半透半反棱鏡后的透射光束，所述第二探測光束經(jīng)過所述半透半反棱鏡反射后射入所述光電管。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種等離子體的動量測試裝置，其特征在于所述單擺中的靶為雙線懸掛靶。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種等離子體的動量測試裝置，其特征在于所述光源為氦氖光光源。
【專利摘要】本實用新型是有關(guān)于一種等離子體的動量測試裝置，包括光源、單擺、直角全反棱鏡、光電管以及示波器，所述光源發(fā)出的第一探測光束經(jīng)直角全反棱鏡反射后得到與第一探測光束平行的第二探測光束，所述第二探測光束射入所述光電管，所述光電管和所述示波器連接，所述單擺設(shè)置在所述光源和直角全反棱鏡之間，包括靶和連接在靶下方的細(xì)絲，所述細(xì)絲擺動時可掠過所述第一探測光束和第二探測光束。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、光路調(diào)節(jié)難度低以及速度測量精度高等優(yōu)點。
【IPC分類】G01P3/68, G01P5/00
【公開號】CN204789613
【申請?zhí)枴緾N201520503818
【發(fā)明人】梁田, 張思齊, 褚雕心, 鄭志遠(yuǎn), 高祿, 高華, 張自力
【申請人】中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月13日