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专利号: 2020101273196
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种非线性光学泵浦探测装置,其特征在于,包括主光路、非简并探测系统、非简并泵浦系统、简并探测系统、参考系统;

主光路依次包括激光器1、第一小孔光阑2、斩波器3、第一偏振片4、第二偏振片5、第一反射镜6、第一激光分光镜7;

非简并探测系统依次包括第二反射镜8、第一可调衰减片9、第一会聚透镜10、重水池

11、第二小孔光阑12、中心滤光片13、第二会聚透镜14、第二激光分光镜15、第三会聚透镜

16、待测样品17、第一光信号收集系统18,所述的第一光信号收集系统18经光纤连接到光学多道分析仪19,所述的光学多道分析仪19连接到电脑20;

非简并泵浦系统依次包括第二可调衰减片21、第三反射镜22、第四反射镜23、第五反射镜24、第六反射镜25、第七反射镜26、第八反射镜27、第九反射镜28、第四会聚透镜29、待测样品17、光功率计30;所述的第三会聚透镜16出射的激光与所述的第四会聚透镜29出射的激光在所述的待测样品17中以小角度(5°-15°)重合;

简并探测系统依次包括第三激光分光镜31、三棱镜32、第五会聚透镜33、待测样品17、第二光信号收集系统34,所述的第二光信号收集系统34经光纤连接到所述的光学多道分析仪19,所述的光学多道分析仪19连接到电脑20;

参考系统依次包括第十反射镜41、待测样品17、第三光信号收集系统42,所述的第三光信号收集系统42经光纤连接到所述的光学多道分析仪19,所述的光学多道分析仪19连接到电脑20。

2.根据权利要求1所述的非线性光学泵浦探测装置,其特征在于,

所述的第三反射镜22、第四反射镜23、第七反射镜26、第八反射镜27安装在高性能线性平移台A上;

所述的第一可调衰减片9、第二可调衰减片21、第一会聚透镜10、第二会聚透镜14、第三会聚透镜16、第四会聚透镜29、第五会聚透镜33、光功率计30、第一光信号收集系统18、第二光信号收集系统34、第三光信号收集系统42、高性能线性平移台A均通过控制线与所述的电脑20直接相连;

所述的第一小孔光阑2直径为5mm,所述的第二小孔光阑12直径10mm;所述的斩波器3频率可调范围为4HZ至10KHZ;所述的第二偏振片5偏振方向为水平;所述的第一反射镜6、第二反射镜8、第三反射镜22、第四反射镜23、第五反射镜24、第六反射镜25、第七反射镜26、第八反射镜27与主光轴均成45°;所述的第一激光分光镜7、第二激光分光镜15、第三激光分光镜

31与主光轴均成45°;所述的第一激光分光镜7透射率为10%,反射率为90%;所述的第二激光分光镜15透射率为50%,反射率为50%;所述的第三激光分光镜31透射率为10%,反射率为90%;所述的第一会聚透镜10、第二会聚透镜14、第三会聚透镜16、第五会聚透镜33焦距均为10cm,所述的第四会聚透镜29焦距为50cm。所述的待测样品17厚度为10mm。所述的第一光信号收集系统18、第二光信号收集系统34、第三光信号收集系统42为完全相同的光学系统S。

3.根据权利要求1所述的非线性光学泵浦探测装置,其特征在于,

所述的光学系统S依次包括第一透镜S1、第二透镜S2、第三透镜S3、第四透镜S4、第五透镜S5、第六透镜S6、第七透镜S7、第八透镜S8、第九透镜S9、第十透镜S10、第十一透镜S11、第十二透镜S12、第十三透镜S13。

4.根据权利要求3所述的非线性光学泵浦探测装置,其特征在于,

所述第一透镜S1设置有孔径光阑;

所述第一透镜S1为正透镜、第二透镜S2为负透镜、第三透镜S3为正透镜、第四透镜S4为正透镜、第五透镜S5为负透镜、第六透镜S6为正透镜、第七透镜S7为负透镜、第八透镜S8为负透镜、第九透镜S9为正透镜、第十透镜S10为正透镜、第十一透镜S11为负透镜、第十二透镜S12为正透镜、第十三透镜S13为正透镜。

5.根据权利要求3所述的非线性光学泵浦探测装置,其特征在于,

所述第一透镜S1为弯月形凹透镜、第二透镜S2为弯月形凹透镜、第三透镜S3为双凸透镜、第四透镜S4为双凸透镜、第五透镜S5为双凹透镜、第六透镜S6为双凸透镜、第七透镜S7为双凹透镜、第八透镜S8为弯月形凹透镜、第九透镜S9为双凸透镜、第十透镜S10为弯月形凹透镜、第十一透镜S11为弯月形凹透镜、第十二透镜S12为双凸透镜、第十三透镜S13为弯月形凹透镜;

所述第二透镜S2和第三透镜S3组成胶合透镜J1,且双胶合透镜的胶合面朝向孔径光阑;所述第四透镜S4和第五透镜S5组成胶合透镜J2,且双胶合透镜的胶合面背离孔径光阑;

所述第八透镜S8和第九透镜S9组成胶合透镜J3,且双胶合透镜的胶合面朝向孔径光阑;所述第十透镜S10和第十一透镜S11组成胶合透镜J4,且双胶合透镜的胶合面背离孔径光阑。

所述第十一透镜S11、第十二透镜S12、第十三透镜S13均为非球面透镜;所述第一透镜S1、第二透镜S2、第三透镜S3、第四透镜S4、第五透镜S5、第六透镜S6、第七透镜S7、第八透镜S8、第九透镜S9、第十透镜S10均为球面透镜。

6.根据权利要求3所述的非线性光学泵浦探测装置,其特征在于,

所述第一透镜S1、第二透镜S2、第三透镜S3、第四透镜S4、第五透镜S5和第六透镜S6的组合焦距为f1-6,第七透镜S7的焦距为f7;且1.5<∣f1-6/f7∣<3;

所述的第一透镜S1的透光孔径为D1,且45

7.根据权利要求3所述的非线性光学泵浦探测装置,其特征在于,

镜片材料采用肖特公司的玻璃材料,第一透镜S1为SF6,第二透镜S2为SF5,第三透镜S3为NLAF34,第四透镜S4为SLAH71,第五透镜S5为NSF56,第六透镜S6为NLAK34,第七透镜S7为SF57,第八透镜S8为SF2,第九透镜S9为NLAF21,第十透镜S10为NLAF21,第十一透镜S11为SF2,第十二透镜S12为PPK53,第十三透镜S13为SF5G10。

8.根据权利要求3所述的非线性光学泵浦探测装置,其特征在于,

所述的待测样品17距离所述的第一透镜S1的空气间隔为变量,变化范围从50至200毫米;

所述第一透镜S1的中心厚度为4.678±0.1毫米,所述第一透镜S1与第二透镜S2和第三透镜S3组成胶合透镜J1之间的空气间隔为1.0±0.1毫米;所述第二透镜S2和第三透镜S3组成胶合透镜J1的中心厚度为19.891±0.1毫米,所述第二透镜S2和第三透镜S3组成胶合透镜J1与第四透镜S4和第五透镜S5组成胶合透镜J2之间的空气间隔为9.986±0.1毫米;所述第四透镜S4和第五透镜S5组成胶合透镜J2的中心厚度为21.593±0.1毫米,所述第四透镜S4和第五透镜S5组成胶合透镜J2与第六透镜S6之间的空气间隔为1.438±0.1毫米;所述第六透镜S6的中心厚度为10.128±0.1毫米,所述第六透镜S6与第七透镜S7之间的空气间隔为变量,变化范围从4.563±0.1至69.469±0.1毫米;所述第七透镜S7的中心厚度为2.0±

0.1毫米,所述第七透镜S7与第八透镜S8和第九透镜S9组成胶合透镜J3之间的空气间隔为

1.0±0.1毫米;所述第八透镜S8和第九透镜S9组成胶合透镜J3的中心厚度为6.629±0.1毫米,所述第八透镜S8和第九透镜S9组成胶合透镜J3与第十透镜S10和第十一透镜S11组成胶合透镜J4之间的空气间隔为变量,变化范围从1.0±0.1至33.162±0.1毫米;所述第十透镜S10和第十一透镜S11组成胶合透镜J4的中心厚度为17.276±0.1毫米,所述第十透镜S10和第十一透镜S11组成胶合透镜J4与第十二透镜S12之间的空气间隔为变量,变化范围从

0.930±0.1至25.0±0.1毫米;所述第十二透镜S12的中心厚度为6.614±0.1毫米,所述第十二透镜S12与第十三透镜S13之间的空气间隔为变量,变化范围从1.438±0.1至9.055±

0.1毫米;所述第十三透镜S13的中心厚度为5.356±0.1毫米,所述第十三透镜S13与所述的光纤前端面之间的空气间隔为18.0±0.1毫米。

9.根据权利要求3所述的非线性光学泵浦探测装置,其特征在于,

所述的光学系统S工作波段为380nm至近红外1064nm。

10.根据权利要求3所述的非线性光学泵浦探测装置,其特征在于,

所述的光学系统S的后工作距离为18.0毫米,轴上像点发散角2α为30.6度。