等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及等離子體測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及一種等離子體的動(dòng)量測(cè)試裝置。
【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。由于激光等離子體推進(jìn)技術(shù)在推進(jìn)比沖、發(fā)射成本、環(huán)保、安全等方面的優(yōu)勢(shì)，在過去的幾年內(nèi)獲得了迅速的發(fā)展。等離子體產(chǎn)生的動(dòng)量是激光等離子體推進(jìn)中首先要考慮的問題，由于激光等離子體產(chǎn)生的動(dòng)量很小，并且等離子體與物體的作用時(shí)間很短，因此如何測(cè)量該等離子體的動(dòng)量，特別是動(dòng)量中的速度是一個(gè)首先需要解決的問題。對(duì)于激光等離子體的動(dòng)量測(cè)量，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中是利用動(dòng)量守恒原理來實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)動(dòng)量守恒，被激光燒蝕的物體的動(dòng)量即靶的動(dòng)量便是等離子體的動(dòng)量，對(duì)于靶動(dòng)量來說，關(guān)鍵是得到靶的速度。目前在實(shí)驗(yàn)上一般采用單擺法測(cè)量，該方法是將激光燒蝕的靶懸掛成一個(gè)單擺，通過測(cè)量靶在燒蝕后擺動(dòng)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(jiǎn)單、操作方便、測(cè)量精度相對(duì)較高的測(cè)量方法，而被多數(shù)研究小組采用，但是該方法是間接測(cè)量，弓丨入誤差較大。在過去的幾年，我們提出了一種平行雙探測(cè)光束測(cè)量方法，平行雙探測(cè)光束測(cè)量方法消除了靶本身寬度與探測(cè)光光斑尺寸對(duì)速度測(cè)量的影響，但由于兩束探測(cè)光束是平行穿過靶面，受兩光束間的距離大小的限制，測(cè)量精度相對(duì)不高，而且在光路調(diào)節(jié)上相對(duì)困難。
[0003]由此可見，上述現(xiàn)有的等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置在結(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(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種測(cè)量精度高、光路調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單的新的等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是提供一種具有兩束交叉探測(cè)光束的等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置，使其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、光路調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)用新型一種等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置，包括第一光源、第二光源、單擺、兩個(gè)光電管、示波器，所述第一光源以及第二光源發(fā)出交叉的探測(cè)光束，通過交叉點(diǎn)后分別射入所述兩個(gè)光電管，所述兩個(gè)光電管分別和所述示波器連接，所述單擺包括靶以及連接在所述靶下方的細(xì)絲，所述細(xì)絲擺動(dòng)時(shí)可掠過所述交叉的探測(cè)光束。
[0006]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述光源和單擺之間設(shè)置有半透半反棱鏡，所述第一光源通過所述半透半反棱鏡得到的透射光以及第二光源通過所述半透半反棱鏡得到的反射光形成所述交叉的探測(cè)光束。
[0007]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述單擺中的靶為雙線懸掛靶。
[0008]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述光源為氦氖光光源。
[0009]采用這樣的設(shè)計(jì)后，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]與兩束平行探測(cè)光束的實(shí)驗(yàn)裝置相比，本實(shí)用新型提出的兩束交叉探測(cè)光束的實(shí)驗(yàn)裝置可以實(shí)現(xiàn)兩束探測(cè)光束間距的任意調(diào)節(jié)，操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確完備，測(cè)量精度高、測(cè)量結(jié)果不受探測(cè)光束間距調(diào)節(jié)的限制，適用于速度低、位移小的激光等離子體動(dòng)量的測(cè)量。
【附圖說明】
[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)說明。
[0012]圖1是本實(shí)用新型等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)以及光路示意圖。
[0013]圖2為示波器采集到的靶通過兩束探測(cè)光束的時(shí)間間隔。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本實(shí)驗(yàn)裝置的目的在于提供一種不受探測(cè)光束間距調(diào)節(jié)限制的速度及動(dòng)量測(cè)量
目.ο
[0015]—種等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置，包括第一光源、第二光源、單擺、兩個(gè)光電管、示波器，所述第一光源以及第二光源發(fā)出交叉的探測(cè)光束，通過交叉點(diǎn)后分別射入所述兩個(gè)光電管，所述兩個(gè)光電管分別和所述示波器連接，所述單擺包括靶以及連接在所述靶下方的細(xì)絲，所述細(xì)絲擺動(dòng)時(shí)可掠過所述交叉的探測(cè)光束。
[0016]光源和單擺之間設(shè)置有半透半反棱鏡，所述第一光源通過所述半透半反棱鏡得到的透射光以及第二光源通過所述半透半反棱鏡得到的反射光形成所述交叉的探測(cè)光束。單擺中的革E為雙線懸掛革E，光源為氦氖光光源。
[0017]以下是一個(gè)【具體實(shí)施方式】:
[0018]請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型等離子體動(dòng)量測(cè)量裝置，包括第一氦氖光光源101以及第二氦氖光光源102、半透半反棱鏡103、掛有靶104和細(xì)絲105的單擺、兩個(gè)光電管106、示波器107。第一氦氖光光源101以及第二氦氖光光源102產(chǎn)生激光束，所述激光束經(jīng)過半透半反棱鏡103后形成交叉的第一探測(cè)光束108以及第二探測(cè)光束109，第一探測(cè)光束108以及第二探測(cè)光束109作為探測(cè)光束經(jīng)過靶104下的細(xì)絲105射向光電管106，射向光電管106的第一探測(cè)光束108以及第二探測(cè)光束109經(jīng)過光電管106轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，進(jìn)而輸入示波器107進(jìn)行顯示。
[0019]半透半反棱鏡103用于調(diào)節(jié)兩束探測(cè)光束的相交，靶104用雙線懸掛起來，靶104下面連接細(xì)絲105，構(gòu)成一個(gè)雙線單擺，雙線單擺可以很好的解決靶104的左右擺動(dòng)問題，光電管106用于轉(zhuǎn)化光信號(hào)為電信號(hào)，示波器107記錄細(xì)絲105通過兩束探測(cè)光束時(shí)的時(shí)間間隔。通過半透半反棱鏡103的反射調(diào)節(jié)，很容易實(shí)現(xiàn)第一探測(cè)光束108以及第二探測(cè)光束109之間的距離的調(diào)節(jié)，對(duì)于平行的探測(cè)光束而言，由于機(jī)械調(diào)節(jié)的限制，它們之間的距離一般在毫米量級(jí)，很難做到毫米以下，而對(duì)于交叉的第一探測(cè)光束108以及第二探測(cè)光束109，它們的間距隨傳播距離的不同而不同。
[0020]等離子體動(dòng)量測(cè)量裝置根據(jù)細(xì)絲105掠過兩束探測(cè)光束的時(shí)間及兩束探測(cè)光束在掠過之處的距離獲得靶104的飛行速度，然后通過靶104的質(zhì)量獲得激光等離子體的動(dòng)量。
[0021]具體測(cè)量過程為:當(dāng)細(xì)絲105掠過第一探測(cè)光束108以及第二探測(cè)光束109時(shí)，示波器107上會(huì)呈現(xiàn)出相應(yīng)的兩個(gè)信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)間的間隔就是細(xì)絲105通過第一探測(cè)光束108以及第二探測(cè)光束109的時(shí)間，如圖2所示。第一探測(cè)光束108以及第二探測(cè)光束109間的距離與示波器107上的時(shí)間間隔的比值就是靶104的擺動(dòng)速度，該速度與靶104的質(zhì)量的乘積就是靶104動(dòng)量。根據(jù)動(dòng)量守恒原理，該靶104動(dòng)量就是激光等離子體產(chǎn)生的動(dòng)量。
[0022]本實(shí)用新型中的氦氖光光源僅作為光源，提供一束連續(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，所需要測(cè)量得到的速度應(yīng)該是靶104在平衡位置的速度，即靶104下落到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)絲105的速度。
[0023]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)】
1.一種等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置，其特征在于包括第一光源、第二光源、單擺、兩個(gè)光電管、示波器，所述第一光源以及第二光源發(fā)出交叉的探測(cè)光束，通過交叉點(diǎn)后分別射入所述兩個(gè)光電管，所述兩個(gè)光電管分別和所述示波器連接，所述單擺包括靶以及連接在所述靶下方的細(xì)絲，所述細(xì)絲擺動(dòng)時(shí)可掠過所述交叉的探測(cè)光束。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置，其特征在于所述光源和單擺之間設(shè)置有半透半反棱鏡，所述第一光源通過所述半透半反棱鏡得到的透射光以及第二光源通過所述半透半反棱鏡得到的反射光形成所述交叉的探測(cè)光束。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置，其特征在于所述單擺中的靶為雙線懸掛革巴。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置，其特征在于所述光源為氦氖光光源。
【專利摘要】本實(shí)用新型是有關(guān)于一種等離子體的動(dòng)量測(cè)量裝置，包括第一光源、第二光源、單擺、兩個(gè)光電管、示波器，所述第一光源以及第二光源發(fā)出交叉的探測(cè)光束，通過交叉點(diǎn)后分別射入所述兩個(gè)光電管，所述兩個(gè)光電管分別和所述示波器連接，所述單擺包括靶以及連接在所述靶下方的細(xì)絲，所述細(xì)絲擺動(dòng)時(shí)可掠過所述交叉的探測(cè)光束。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、光路調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01P3/68, G01P5/00
【公開號(hào)】CN204789614
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520504912
【發(fā)明人】鄭志遠(yuǎn), 張思齊, 梁田, 高祿, 高華, 張自力
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日