[发明专利]一种空间周期连续可调的激光瞬态光栅系统

权利要求书

1.一种空间周期连续可调的激光瞬态光栅系统，其特征在于，应用于声学测量中，包括：激发激光束(1)，用于激发瞬态光栅；掩膜光栅(3)，用于对所述激发激光束(1)进行衍射分光；探测激光束(2)，所述探测激光束(2)和所述激发激光束(1)位于所述掩膜光栅(3)的同一侧，且作用于所述掩膜光栅(3)的同一位置；滤光装置，与所述激发激光束(1)分别位于所述掩膜光栅(3)相对的两侧，所述滤光装置包括若干个吸收挡板(43)，所述吸收挡板(43)用于吸收遮挡所述激发激光束(1)的零级衍射光和高阶衍射光，同时吸收遮挡所述探测激光束(2)的零级衍射光和高阶衍射光，留出所述激发激光束(1)的±1级衍射光，形成激发光束对，同时留出所述探测激光束(2)的±1级衍射光，将所述探测激光束(2)的±1级衍射光分为探测光束(21)和参考光束(22)；连续变焦成像装置(5)，与所述掩膜光栅(3)分别位于所述滤光装置相对的两侧，所述连续变焦成像装置(5)包括至少三个依次排列设置的第一透镜(51)，相邻两个所述第一透镜(51)的间距可调，所述激发光束对射入所述连续变焦成像装置(5)，并依次经过所有所述第一透镜(51)折射后出射，最终在样品(7)上汇聚、交叉干涉形成瞬态光栅，还包括4f装置(4)，所述4f装置(4)位于所述掩膜光栅(3)和所述连续变焦成像装置(5)之间，所述4f装置(4)包括两个相对设置的第二透镜(44)，所述滤光装置位于两个所述第二透镜(44)之间，所述4f装置(4)用于接收和折射所述激发激光束(1)的±1级衍射光，通过所述4f装置（4）的共焦成像，使经过所述掩膜光栅（3）衍射分光过后的光束在成像位置处再重合，形成所述掩膜光栅（3）的像，所述连续变焦成像装置（5）的前光阑与靠近所述连续变焦成像装置（5）的所述第二透镜（44）的后焦面保持固定距离；所述掩膜光栅(3)为变频掩膜光栅，所述变频掩膜光栅上包括若干个不同频率的光栅，所述激发激光束(1)和探测激光束(2)每次照射到同一个光栅上，通过移动所述掩膜光栅(3)的位置，使所述激发激光束(1)和探测激光束(2)照射到不同频率的光栅上，从而控制衍射分光角度；还包括探测装置(6)，所述探测装置(6)和所述连续变焦成像装置(5)位于所述样品(7)相对的两侧，所述探测激光束(2)经所述瞬态光栅产生衍射，所述探测装置(6)用于接收所述探测激光束(2)的衍射光。

2.根据权利要求1所述的空间周期连续可调的激光瞬态光栅系统，其特征在于，所述激发激光束(1)为短脉冲激光或者超短脉冲激光，所述探测激光束(2)为窄线宽连续激光或同步长脉冲激光。

3.根据权利要求1所述的空间周期连续可调的激光瞬态光栅系统，其特征在于，还包括衰减片(42)，所述衰减片(42)位于两个所述第二透镜(44)之间，并位于所述参考光束(22)的光路上。

4.根据权利要求3所述的空间周期连续可调的激光瞬态光栅系统，其特征在于，还包括玻璃片(41)，所述玻璃片(41)位于两个所述第二透镜(44)之间，所述玻璃片(41)与所述衰减片(42)等厚，所述玻璃片(41)位于所述探测光束(21)的光路上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的空间周期连续可调的激光瞬态光栅系统，其特征在于，所述连续变焦成像装置(5)还包括壳体(52)，所有所述第一透镜(51)设于所述壳体(52)内，所述壳体(52)包括相对设置的进光口和出光口，所述激发光束对由所述进光口射入，经所有所述第一透镜(51)传递，由所述出光口射出，并在样品(7)上汇聚、交叉干涉形成瞬态光栅。

6.根据权利要求5所述的空间周期连续可调的激光瞬态光栅系统，其特征在于，所述连续变焦成像装置(5)还包括导轨，所述导轨设于所述壳体(52)内，所有所述第一透镜(51)滑动设于所述导轨上，所述壳体(52)外表面上设有若干个调节部件，所述壳体(52)内设有若干个传动部件，每个所述传动部件对应连接一个所述第一透镜(51)，每个所述调节部件用于调节至少一个所述传动部件的联动。