[发明专利]一种纳秒双光子激光激发荧光测量系统

说明书

本发明公开了一种纳秒双光子激光激发荧光测量系统，包括激光器单元、等离子体装置、吸食器、滤光片、聚焦透镜、光纤架、光纤、APD探测器以及采集系统，本发明本具有结构简单、设计合理、安装维护快捷的优点，同时，能够不直接接触的等离子体，不会对等离子体产生干扰，时间分辨率高、测量准确的优点。

技术领域

本发明涉及等离子体诊断技术领域，具体的说涉及一种纳秒双光子激光激发荧光测量系统。

背景技术

物质原子内的电子在脱离原子核的吸引而形成带负电的自由电子和带正电的离子共存的状态，此时，电子和离子带的电荷相反，但数量相等，这种状态称作等离子态。

其中，当采用氢气放电时，可产生氢等离子体。对氢等离子体的研究能帮助人们更好的理解等离子体的物理性质以及化学性质。

目前，传统测量测量中性氢的方式是将探测器伸进等离子体中，这样可以测量到中性氢的密度，但是会对等离子体产生干扰，不能做无干扰测量，并且传统方式的时间分辨率较低，不能实现时间高分辨率的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳秒双光子激光激发荧光测量系统，用以克服上述问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种纳秒双光子激光激发荧光测量系统，包括激光器单元、等离子体装置、吸食器、滤光片、聚焦透镜、光纤架、光纤、APD探测器以及采集系统，

所述激光器单元设置等离子体装置的激光窗口的前端，吸食器设置激光的终点，激光器单元包括Nd:YAG激光器、染料激光器、KDP晶体以及BBO晶体，所述Nd:YAG激光器的产生的512nm的激光作为泵浦光进入染料激光器，所述染料激光器产生615nm激光，615nm激光先后经过KDP晶体以及BBO晶体产生205nm激光；

所述等离子体装置设置有激光窗口(4)以及信号观察窗；

所述滤光片设置在所述聚焦透镜和所述信号观察窗之间；

所述光纤的一端固定在光纤架上，光纤的端面设置在聚焦透镜的焦点上，光纤的另一端对准APD探测器；

所述APD探测器的输出电压通过采集系统采集。

进一步的，所述Nd:YAG激光器产生的激光的能量为300mJ-1.5J，线宽为1cm^-1、染料激光器(13)的产生激光的能量为150-300mJ，线宽为0.04cm^-1，BBO晶体合频后的205nm激光的能量为0.5-10mJ,线宽为0.07cm^-1。

进一步的，所述KDP晶体的e光与光轴夹角θ为71.4°，入射光与晶体夹角φ为90°；所述BBO晶体的θ角为71.4°，φ为90°。

进一步的，所述滤光片为带通滤光片，透过的波段为644nm-646nm，透过率大于95％。

进一步的，所述激光窗口的透过波长包含205nm。

进一步的，所述探测器为APD阵列探测器，探测波段为300nm-900nm。

进一步的，所述吸食器设置吸食器底座以及吸食器边框，中间设置有多面的锯齿状的三角形金属片，形成百叶状结构。

本发明的有益效果是：

(1)本发明具有结构简单、设计合理、安装维护快捷的优点；

(2)本发明的技术方案中，通过激光的激发基态的中性氢氢，对荧光进行测量的方式来测量中性氢的密度、温度，能够不直接接触的等离子体，不会对等离子体产生干扰；