DCN远红外激光干涉仪.ppt

* * DCN远红外激光干涉仪 研制进展 远红外组 DCN远红外激光干涉仪的最初研制目标 1.改进HT-7的远红外激光干涉仪 2.为HT-7U远红外激光干涉仪做前期准备 λ1=189.95μm λ1’=190.01μm λ2=194.70μm λ2’=194.76μm 连续波DCN激光能级图 DCN远红外激光干涉仪研制原理 DCN激光连续波几种主要波长及输出功率 激光管放电长度：3m 激光管直径：5.4cm 放电电流：1.6A 波长（μm） λ1 189.95 λ1’ 190.01 λ2 194.70 λ2’ 194.76 功率（mW） 220 150 250 150 (EH11) D.Veron P.Belland Infrared Physics Vol.18.pp.465-468（1978） 按照高斯光学，光束的束腰放在等离子体的中心处，在窗口处的最小光束直径为：d = 2(λZ0 /π)1/2 。 为了保证光束光能全部通过，在窗口处的通光最小孔径为：D = 2.2d＝4.4 (λZ0 /π)1/2 。对于HT-7装置，Z0＝934mm。对于HT-7U, Z0＝3470mm。 下面给出两种不同激光的窗口处所要求的最小通光孔径： 考虑到窗口封结与安装，对于HT-7装置窗口最大窗口长度为540毫米。HCN激光，最多能做5道。DCN激光，最多能做9道。对于HT-7U装置窗口最大窗口长度为667毫米。HCN激光，最多能做6道。DCN激光，最多能做8道. 名称 波长（μm） HT-7最小通光孔径(mm) HT-7U最小通光孔径(mm) HCN激光 337 50.6 84.9 DCN激光 195 33.5 64.6 电磁波的截止条件 折射效应造成的出射束在窗口处的最大位置偏差为： Δ ≈ 8.97×10-16λ2ne0Z0 若ne0=1e19 m-3 名称 波长(μm) HT-7最大位置偏差(mm) HT-7U最大位置偏差(mm) HCN 337 0.9 3 DCN 195 0.2 1 若要求机械振动（δl）产生的线密度的相对误差小于η%，则： λ 4.08×108[δlηane0]1/2 光源 调制 等离子体 探测器 探测器 相移量测量仪 计算机采集 远红外激光干涉仪 光波导 DCN远红外激光干涉仪的组成 光波导 DCN远红外激光干涉仪的研制项目 DCN激光器电源的制造。(黄山金屹电源已完成） DCN激光器的设计、制造。 多普勒转动光栅的设计、制造。 单、多道干涉仪的光路计算、设计；分光镜、反射镜、光波导的设计。机械设计、制造。 探测器的制造。 相移量测量仪的制造。 计算机控制系统的制造。 DCN激光器的设计、制造 进气部分的改进 用低膨胀合金代替熔石英管 改进腔头机械结构 用六硼化镧替代钽作为阴极 进气部分采用三道数字流量计（DCN激光器工作气体是N2、CD4、He D2 ），该流量计有本控和远控开关 低膨胀合金采用φ25×2000的4J32，该合金的平均线膨胀系数 ?1.0×10-6/℃(20℃~100℃) DCN激光器每工作40~50小时就要清洗一次工作（气体是N2、CD4、He），腔头结构必须便于装卸 阴极腔头示意图 激光管 平 面 反 射 镜 阳极腔头示意图 激光管 金属栅网 水晶片 六硼化镧阴极结构 LaB6是很好的热电子发射材料，可以在可拆卸的真空系统中使用，耐离子轰击、蒸发率低、抗溅射，寿命更长,基本性能： 熔点 ~2500℃ 电子逸出功 2.66~2.68ev 平均发射电流密度 ~8A/cm2 使用温度 ~1300℃ 抗中毒性 可反复暴露大气 使用 伏安特性 良好 理论密度 4.721g/cm3 衍射光产生的多普勒频移 f = 2(