[实用新型]一种用于真空怀特池的光程调节机构

说明书

技术领域

本发明属于光学精密机械装调技术领域，可用于真空怀特池光程的调节。

背景技术

1942年，John U.White利用三块共焦的凹球面镜设计了一种吸收池——怀特池。怀特池是目前最常用的吸收式气体传感器，其结构如图1所示。凹球面镜A₁、A₂与B具有相同的曲率半径，B的曲率中心落在A₁、A₂两镜之间的a点，A₁、A₂的曲率中心分别落在B镜中心附近。当入射光从B的一侧入射时，经过A₁发射到B形成点1，再经A₂反射到B上形成点2，依次类推。最后光线从B的一侧射出。其光程L与镜面B上的光点数目N及怀特池基本长度l之间的关系为：

L=2(N+1)l

从上式可以看出，怀特池的光程L可通过改变其基本长度l和系统中光线传播次数N进行调节，而对于某一特定的吸收池，其基本长度l一定，N为唯一能改变的量。实验发现，改变反射次数N最简单的办法是改变入射光束第一次落在A₁上的位置，同时配合调整A₁、A₂的偏转角度。 

一般情况下，通过调节光源可方便的改变入射光束的位置，对于偏转角的调节，普通怀特池结构简单，可直接微调方便的改变偏转角度，但在真空怀特池系统中，由于系统自身的密封性，这一过程难以实现。针对这一问题，本发明提出了一种用于真空怀特池的光程调节机构。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题是在真空怀特池的真空罐外，便捷地调节怀特池的光程。

为了实现发明目的，本发明采用的技术方案为：一种用于真空怀特池的光程调节机构，包括真空罐体、凹球面镜A₁、凹球面镜A₂、凹球面镜B和怀特池内机架，其特征在于：

1、在真空罐体上靠近凹球面镜A₁、A₂的一侧安装两组法兰式实心轴磁流体密封件，并在其轴外端各安装一个调节旋钮1。

2、设置两组独立、对称的曲柄滑块机构，如图2所示。每组机构中，与怀特池内机架构成移动副的构件为滑块，凹球面镜的旋转中心为O₁，绕O₁旋转的部件上设置以O₂为中心的转动副，两转动副中心部分O₁O₂即为曲柄，连接曲柄和滑块铰链的部分为连杆。当滑块由O₃运动到O₃′时，连杆另一端O₂′将处于以O₂O₃为半径、O₃′为圆心的圆上，同时由于曲柄的运动轨迹是以O₁为圆心、O₁O₂为半径的圆，所以O₂′的位置即为两圆的交点，偏转角则为O₁O₂与O₁O₂′之间的夹角。

3、在真空罐内，用可伸缩万向节将法兰式实心轴磁流体密封件与带动滑块运动的丝杆连接，共两组。

4、当需调节光程时，在真空罐外配合转动两个旋钮1，扭矩通过万向节传递给丝杆，再转化为滑块的移动，使与之对应的凹球面镜绕其旋转中心运动，实现了凹球面镜的偏转角的调整，光程也随之发生改变。

与现有技术相比，本发明具有以下的优点：

1、结构简单。采用简单的机械原理进行设计。

2、调节方便。只需在真空罐外转动旋钮即可完成调节。

3、调节范围及精度灵活。通过改变丝杆的螺距、长度即可实现。

附图说明

图1为怀特池结构原理图。

图2为真空怀特池光程调节机构原理图。

1：调节旋钮；

2：法兰式实心轴磁流体密封件；

3：真空罐体；

4：可伸缩万向节；

8：滑块；

9：连杆；

12：曲柄。

图3为真空怀特池光程调节机构机械图。

1：调节旋钮；

2：法兰式实心轴磁流体密封件；

3：真空罐体；