[发明专利]一种双波长复合激光干涉仪系统

说明书

本发明公开了一种双波长复合激光干涉仪系统，包括远红外干涉仪光路模块、双波导、微波干涉仪光路模块和双层平台；远红外干涉仪光路模块包括远红外波段气体激光器、远红外激光器台面光路和远红外激光干涉仪光路器件；远红外激光干涉仪光路器件用于进行分束，并接收角反射镜返回的光束；微波干涉仪光路模块包括两台微波固体源和微波干涉仪光路器件，用于进行分束并将微波光束和远红外光束进行合束，实现角反射镜的振动误差补偿。本发明实施例提供的双波长复合激光干涉仪系统，可以精确测量等离子体中心到边界多个位置的等离子体电子密度，其中一束光束由两种波长的激光同时共线测量，可以对装置顶部角反射镜进行振动补偿，提高了干涉仪的测量精度。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其是涉及一种双波长复合激光干涉仪系统。

背景技术

在托卡马克聚变实验装置中，等离子体电子密度是不可或缺的物理参数，而干涉测量法是托卡马克聚变实验装置上测量等离子体电子密度的一种广泛使用的方法，它可以以高时间分辨率测量线积分电子密度的时间演化，并在多通道测量中给出可靠的密度分布。多通道合适波长干涉仪密度测量可以为托卡马克聚变实验装置评估能量限制时间提供支持，有助于实现电子伯恩斯坦波加热，突破截止密度限制，还可以为物理实验提供密度反馈信号，实现实时密度控制。

现如今，托卡马克聚变装置逐渐朝着双波长同时测量的干涉仪的方向演变，但是，很多装置在放电时，受装置环向磁场等因素的影响，装置会产生不同程度振动，对干涉仪光路，尤其是固定在装置顶部的角反射镜造成较大影响，在测量时会引入较大误差，由此可见，如何设计一款集成两种波长的干涉仪系统并同时实现等离子体的电子密度准确测试已成为现如今本领域技术人员所要亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种双波长复合激光干涉仪系统，以解决上述缺陷，通过设计垂直多通道测量的微波-远红外双波长复合激光干涉仪系统，可以精确测量等离子体中心到边界多个位置的等离子体电子密度，同时干涉仪系统中的其中一束光束由两种波长的激光同时共线测量，可以对装置顶部角反射镜进行振动补偿，从而进一步提高了干涉仪的测量精度。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种双波长复合激光干涉仪系统，包括远红外干涉仪光路模块、双波导、微波干涉仪光路模块和双层平台；

所述双层平台上设有等离子体和用于返回穿过所述等离子体的光束的角反射镜；

所述远红外干涉仪光路模块包括远红外波段气体激光器、远红外激光器台面光路和远红外激光干涉仪光路器件；

所述远红外波段气体激光器的光信号输出端依次通过所述远红外激光器台面光路、所述双波导输出至所述双层平台；所述远红外激光干涉仪光路器件，其设于所述双层平台的底层，用于将接收到的远红外光束进行分束，并接收由所述角反射镜返回的光束；

所述微波干涉仪光路模块设于所述双层平台的顶层，其包括两台微波固体源和微波干涉仪光路器件，所述微波干涉仪光路器件用于将所述微波固体源产生的微波光束进行分束，接收由所述角反射镜返回的光束，所述微波干涉仪光路器件还用于将所述微波光束和所述远红外光束进行合束，以实现角反射镜的振动误差补偿。

作为其中一种优选方案，所述远红外波段气体激光器和所述远红外激光器台面光路设于激光洁净室内。

作为其中一种优选方案，所述远红外波段气体激光器的主体部分和所述远红外激光器台面光路均设于光学平台上。

作为其中一种优选方案，所述微波固体源为太赫兹固体倍频源。

作为其中一种优选方案，所述双层平台为双层减振无磁平台，且所述双层平台的高度可调。

作为其中一种优选方案，所述双波导由两根派热克斯玻璃及支架组成。

作为其中一种优选方案，所述角反射镜为铝制镀金材质。