[发明专利]一种三维激光拉曼散射光谱测量系统

权利要求书

1.一种三维激光拉曼散射光谱测量系统，其特征在于：由脉冲激光器系统(Ⅰ)、拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)、三维燃烧场(Ⅲ)、工控机(Ⅳ)、三维面聚焦光学系统(Ⅴ)和脉冲延迟发生器(1)组成，脉冲激光器系统Ⅰ(Ⅰ)、拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)、三维燃烧场(Ⅲ)、工控机(Ⅳ)、三维面聚焦光学系统(Ⅴ)和脉冲延迟发生器(1)置于同一光学平台；脉冲激光器系统(Ⅰ)置于三维面聚焦光学系统(Ⅴ)的正左方，脉冲激光器系统(Ⅰ)的水平中心线与三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中45度反射镜(24)的水平中心线在同一条左右水平中心线Ⅰ(4)上，左右水平中心线Ⅰ(4)与三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的前后水平中心线(26)互相垂直相交；三维燃烧场(Ⅲ)置于拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)的右方和工控机(Ⅳ)的左方,三维燃烧场(Ⅲ)中的三维面聚焦片光体组(2)置于三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中面聚焦片光体光学器(19)的正后方；脉冲延迟发生器(1)置于脉冲激光器系统(Ⅰ)和拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)之间；所述的脉冲延迟发生器(1)上设有同步输出端口Ⅰ(k)、同步输出端口Ⅱ(l)和同步输出端口Ⅲ(m)；脉冲延迟发生器(1)的同步输出端口Ⅰ(k)经专用电缆与脉冲激光器系统(Ⅰ)中激光控制器(3)的泵浦灯外触发输入端口(o)连接；脉冲延迟发生器1的同步输出端口Ⅱl经专用电缆与电机控制器23的电机控制输入端口(t)连接；脉冲延迟发生器(1)的同步输出端口Ⅲ(m)经专用电缆与拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)中拉曼ICCD相机(9)的外触发输入端口(p)连接；拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)中拉曼ICCD相机(9)的外触发输出端口(q)经专用电缆与脉冲激光器系统(Ⅰ)中激光控制器(3)的Q开关外触发输入端口(n)连接；拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)中拉曼ICCD相机(9)的数据输出端口(r)经专用电缆与工控机(Ⅳ)中拉曼ICCD相机采集卡(16)的数据输入端口(s)连接；三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的面聚焦片光体光学器(19)在三维燃烧场(Ⅲ)中形成三维面聚焦片光体组(2)，三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的激光束Ⅱ(17)形成面聚焦激发区域(abcdefghij)，即形成面聚焦片光体Ⅰ(Z1)，三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的激光束Ⅲ(18)形成面聚焦片光体Ⅱ(Z2)，三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的激光束Ⅳ(20)形成面聚焦片光体n(Zn)；面聚焦激发区域(abcdefghij)中：线A(af)和线B(be)相交于点Ⅰ(i)，线C(ch)和线D(dg)相交于点Ⅱ(j)，长方形面Ⅰ(abcd)和长方形面Ⅱ(efgh)平行且相等，并与物种滤光片组(12)平行，左右水平中心线Ⅱ(13)与长方形面Ⅰ(abcd)、长方形面Ⅱ(efgh)和线Eij)的中心相交；长方形面Ⅲ(bcgf)与长方形面Ⅳ(adhe)平行且相等，并与长方形面Ⅰ(abcd)和长方形面Ⅱ(efgh)垂直；长方形面Ⅰ(abcd)、长方形面Ⅱ(efgh)和线E(ij)的中心与三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的前后水平中心线(26)垂直相交。

2.按权利要求1所述的三维激光拉曼散射光谱测量系统，其特征在于：所述的脉冲激光器系统(Ⅰ)由激光控制器(3)、激光发射器(5)、偏振片(6)和激光脉冲展宽器(7)组成，激光发射器(5)、偏振片(6)和激光脉冲展宽器(7)自左至右顺序排列，激光控制器(3)经专用电缆与激光发射器5连接，激光控制器(3)上设有Q开关外触发输入端口(n)和泵浦灯外触发输入端口(o)；激光发射器(5)的激光出口、偏振片(6)的中心和激光脉冲展宽器(7)的出口在同一条左右水平中心线Ⅰ(4)上，激光脉冲展宽器(7)的出口出射的激光束Ⅰ(8)与左右水平中心线Ⅰ(4)重合。

3.按权利要求1所述的三维激光拉曼散射光谱测量系统，其特征在于：所述的拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)由拉曼ICCD相机(9)、成像镜头(10)、激光滤光片(11)和物种滤光片组(12)组成，拉曼ICCD相机(9)、成像镜头(10)、激光滤光片(11)和物种滤光片组(12)自左至右顺序排列，其中拉曼ICCD相机(9)上设有外触发输入端口(p)、外触发输出端口(q)和数据输出端口(r)，物种滤光片组(12)由六个不同中心波长的滤光片组成；拉曼ICCD相机(9)、成像镜头(10)、激光滤光片(11)和物种滤光片组(12)的中心在同一条左右水平中心线Ⅱ(13)上。