[发明专利]一种HCN激光干涉仪高速中频调制系统

说明书

本发明公开了一种HCN激光干涉仪高速中频调制系统，包括有高速电机和光栅，所述的光栅固定安装在高速电机的主轴上，将高速电机和光栅都放置于真空箱内，在真空箱上开有进光口、出光口、电源线安装口、进气口和抽气口，所述的进气口和抽气口均通过阀门密封，所述的抽气口还连接有真空泵，所述的进光口和出光口均通过密封水晶片密封，所述的高速电机的电线通过电源线安装口与电源和电机转速控制箱连接。本发明系统能为HCN激光干涉仪提供0‑500kHz内的任意调制频率，该系统可以为HCN激光干涉仪提供稳定可靠的中频调制，为HCN激光干涉仪测量高时间分辨率电子密度信息提供保障。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种HCN激光干涉仪高速中频调制系统。

背景技术

远红外激光干涉仪已经广泛的用于托卡马克装置上检测等离子密度，而在EAST，HT-7和J-TEXT装置上用的是HCN激光干涉仪。HCN激光干涉仪是一种外插式Mach-Zehnder干涉仪。当HCN激光器发出激光后经过分束片把激光分成两束，其中一束经过光栅调制和本底激光频率相比产生一个中频的差频，此为参考光。另一束为探测光在进入等离子体前又被分成了多束，其中多束光进入等离子体，但有一束不过等离子体。另外参考光也被分成了和探测束一样多的光束，分别和探测光的光束合束形成拍频信号。因此形成了多道探测道和一道参考道信号。通过比较参考道和探测道拍频信号的相位差，来测量等离子体电子密度。拍频信号的频率为光栅调制的中频的频率，因此光栅调制频率决定了干涉仪系统的时间分辨率。目前国内能达到的光栅调制频率一般在10kHz,国外可以达到100kHz。然而，10kHz的频率不足于研究和弹丸注入有关的密度的快速变化，和解决快速MHD行为（如撕裂摸/非经典撕裂摸、破裂等），因此需要研制更高调制频率的转动光栅。

现有技术中，国内期刊Y.X. Jie, X. Gao, Multi-channel Fir HCN LaserInterferometer on HT-7 Tokamak, International Journal of Infrared andMillimeter Wave, Vol. 21,No. 9, 2000. SHI Nan, GAO Xiang, Far-Infrared LaserDiagnostics in EAST, Plasma Science and Technology, Vol.13, No.3, Jun. 2011，和L. Gao, G. Zhuang, Recent Progress of The HCN Interferometer on J-TEXTTokamak, Review of Scientific Instruments 83, 10E303(2012)中分别介绍了HT-7，EAST和J-TEXT托卡马克上目前用的是10kHz的转动光栅，这种转动光栅转动速度慢调制频率较低只有10kHz，已经越来越不能满足更高的实验要求了。核聚变与等离子体物理Vol.14, No.2 June 1994中报道了西南物理研究院的邓中朝，周燕等人研制了速度可调的转动光栅，但只有两种转速可调制的频率分别为11.5kHz和23kHz。调制频率依然不高。根据期刊 A.Boboc, M. Gelfusa, Rencent Developments of the JET Far InfraredInterferometer-Polarimeter Diagnostic, EFDA-JET-CP(10)03/06中报道，国外目前JET托卡马克上使用的是时间分辨率为10us的100kHz的远红外干涉仪，调制频率依然不高。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种HCN激光干涉仪高速中频调制系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：