[发明专利]一种微火工品等离子体折射率三维分布测试装置

说明书

本发明属于微火工品参数测量技术领域，更具体的，涉及一种微火工品等离子体折射率三维分布测试装置。针对现有技术存在的无法准确测量得到微火工品等离子体的参数，不能实现等离子体折射率的三维分布测试，无法得知微火工品通电后产生的火花是否满足点火需求的问题。本发明光纤耦合激光器产生的单色光经过光纤隔离器，通过可调分光比Y型光纤分束器，得到两束功率不相等的激光束；两束光分别经“米”字型的光纤准直系统和分束器进行耦合，进入信号采集处理模块的输入端连接至所述50/50Y型光纤耦合器的输出端，信号采集处理模块经示波器连接数据处理模块。

技术领域

本发明属于微火工品参数测量技术领域，更具体的，涉及一种微火工品等离子体折射率三维分布测试装置。

背景技术

微火工品在近年来得到了快速的发展，其中桥丝火工品、半导体桥火工品和MEMS火工品等作为微火工品的典型代表，已经在汽车安全气囊、矿山开采及建筑工地等民用领域被广泛应用。微火工品中电能转换为热能伴随产生的等离子体，其折射率参数可以反演出火工品的发火能量及其分布状态。因此，通过准确测量微火工品等离子体折射率三维分布，可以有助于进一步优化桥区结构、桥区材料、及制作工艺等。

为了准确评判微火工品的发火性能，除了要求得到最大发火能量外，科研工作者还希望呈现出整个发火区域能量分布状态，因此需要实对微火工品等离子体折射率进行三维分布的测试，现有的测试方法有：高速摄影法、干涉法、探针法、光谱法、光线偏折法（包括阴影法和纹影法）等。干涉法作为非接触测试的首选方法，其中传统干涉法的实验平台搭建复杂且不可控，测试的成本花费高，在图像处理的过程中受限制于采集到干涉图像的质量，每次实验之后都要进行系统的调整，相当的麻烦，并且不能控制干涉图的质量，测试结果的准确性无法保证。其他的测量方法都有其自身的限制，无法准确测量得到微火工品等离子体的参数，不能实现等离子体的三维分布测试，无法得知微火工品通电后产生的火花是否满足点火需求。

发明内容

针对现有技术存在的无法准确测量得到微火工品等离子体的参数，不能实现等离子体折射率的三维分布测试，无法得知微火工品通电后产生的火花是否满足点火需求的问题，本发明提供了一种微火工品等离子体折射率三维分布测试装置。

为了达到本发明的目，本发明提供了一种微火工品等离子体折射率三维分布测试装置，包括光纤耦合激光器，光纤隔离器，可调分光比Y型光纤分束器，1×4光纤分束器，光纤准直系统，光纤准直器，掺铒光纤放大器，光纤衰减器，1×4光纤分束器，50/50Y型光纤耦合器，信号采集处理模块，示波器和PC端数据处理模块，所述光纤耦合激光器产生的单色光经过光纤隔离器，通过可调分光比Y型光纤分束器，得到两束功率不相等的激光束，低功率的激光作为参考光束，所述参考光束与测量光束组成八路光束的等效光程全部相等；

其中高功率的激光作为测量光束，进入1×4光纤分束器将一束光分成四路，分别进入光纤准直系统，光纤准直系统按照“米”字型进行排列分布，其中间放置微火工品，四束光穿过微火工品（作为等离子体产生源）后，分别送入四个掺铒光纤放大器，传输至四个50/50Y型光纤耦合器的输入端进行耦合；

其中低功率的激光作为参考光束，通过光纤衰减器后进入1×4光纤分束器，一束光分成四路送至四个50/50Y型光纤耦合器的输入端进行耦合；

所述信号采集处理模块的输入端连接至所述50/50Y型光纤耦合器的输出端，信号采集处理模块经示波器连接数据处理模块。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明使用光纤作为激光的载体，可以大大增加测量结果的准确性，避免了每次实验调校系统，通过“米”字型的光纤准直系统和所有测量光束和参考光束的等效光程相等的限制条件，使得结果准确的反应了微火工品等离子体的三维分布。该测试方法可以准确得到微火工品等离子体的三维分布。具有测量成本低、测量过程简单、测量准确度高等特点，并且测量过程中光的干涉质量可以通过光纤衰减器和掺铒光纤放大器进行调控。