[发明专利]基于多脉冲自由感应衰减技术的宽带微波光谱仪

权利要求书

1.一种基于多脉冲自由感应衰减技术的宽带微波光谱仪，其特征在于，该宽带微波光谱仪包括宽带电磁波辐射源、样品真空室以及分子转动光谱信号检测系统；

所述宽带电磁波辐射源，用于产生多个啁啾脉冲信号和单频微波信号，且将两种信号进行混频并上变频至目标频段，由此产生多个微波激发脉冲并输出至样品真空室；

所述样品真空室，用于提供一个空间，所述多个微波激发脉冲在该空间内对单次喷出的待测样品气体分子束进行多次微波激发，产生多个自由感应衰减信号；

所述分子转动光谱信号检测系统，用于接收多个自由感应衰减信号与单频微波信号进行混频并下变频至基频的信号，由该信号获得待测样品气体分子束的转动光谱。

2.根据权利要求1所述的基于多脉冲自由感应衰减技术的宽带微波光谱仪，其特征在于，所述宽带电磁波辐射源包括：

任意波形发生器(A)，用于连续产生多个啁啾脉冲信号；

信号发生器(C)，用于产生单频微波信号；

第一混频器(B)，用于将所述多个啁啾脉冲信号与单频微波信号进行混频并上变频至目标频段，由此产生多个微波激发脉冲。

3.根据权利要求1所述的基于多脉冲自由感应衰减技术的宽带微波光谱仪，其特征在于，所述宽带电磁波辐射源输出的多个微波激发脉冲经固态放大器(D)、单刀双掷开关(E)的通道1输入至样品真空室。

4.根据权利要求1所述的基于多脉冲自由感应衰减技术的宽带微波光谱仪，其特征在于，所述样品真空室包括真空腔(G)、真空腔(G)内设置的喇叭天线(F)、电磁阀喷嘴(I)以及球面镜(H)；喇叭天线(F)与球面镜(H)同轴且相向设置；

喇叭天线(F)接收宽带电磁波辐射源输出的多个微波激发脉冲并将这些微波激发脉冲输入至真空腔(G)内，与此同时，电磁阀喷嘴(I)单次喷出待测样品气体分子束，所述多个微波激发脉冲对待测样品气体分子束进行多次微波激发，产生多个自由感应衰减信号，这些微波激发脉冲经球面镜(H)反射后再次激发待测样品气体分子束产生多个自由感应衰减信号，所有产生的自由感应衰减信号依次通过喇叭天线(F)、单刀双掷开关(E)的通道2导出样品真空室。

5.根据权利要求4所述的基于多脉冲自由感应衰减技术的宽带微波光谱仪，其特征在于，所述喇叭天线(F)具体采用双脊喇叭天线，球面镜(H)具体采用反光聚焦球面铝镜。

6.根据权利要求4所述的基于多脉冲自由感应衰减技术的宽带微波光谱仪，其特征在于，所述分子光谱信号检测系统包括数字示波器(K)和上位机；数字示波器(K)，用于接收多个自由感应衰减信号与信号发生器(C)产生的单频微波信号经第二混频器(J)混频并下变频至基频的信号，并将该信号传输至上位机；上位机，用于对接收到的信号进行多次均匀裁剪和平均处理，获得信噪比更高的单个自由感应衰减信号，对该自由感应衰减信号进行分析即可获得待测样品气体分子束的转动光谱。

7.根据权利要求1、3或6所述的基于多脉冲自由感应衰减技术的宽带微波光谱仪，其特征在于，在所述微波激发过程中，由脉冲延迟生成器产生多个固态放大器(D)TTL控制信号，用于准确放大微波激发脉冲；产生多个单刀双掷开关(E)通道1TTL控制信号，用于保证微波激发脉冲通过；产生多个单刀双掷开关(E)通道2TTL信号，用于保证自由感应衰减信号通过并及时断开单刀双掷开关(E)的通道1；产生数字示波器(K)TTL控制信号，用于及时采集连续的多个自由感应衰减信号。

8.根据权利要求7所述的基于多脉冲自由感应衰减技术的宽带微波光谱仪，其特征在于，所述单刀双掷开关(E)通道1的TTL控制信号宽于固态放大器(D)的TTL控制信号。