[发明专利]一种三维激光拉曼散射光谱测量系统

摘要

一种三维激光拉曼散射光谱测量系统属激光燃烧诊断技术领域，本发明中脉冲激光器系统置三维面聚焦光学系统正左方，其与45度反射镜在同一中心线上，且与三维面聚焦光学系统中心线垂直相交，脉冲延迟发生器同步输出端与激光控制器的泵浦灯外触发输入端连接；脉冲延迟发生器同步输出端与电机控制器的电机控制输入端连接；脉冲延迟发生器同步输出端与拉曼ICCD相机外触发输入端连接；拉曼ICCD相机外触发输出端与激光控制器Q开关外触发输入端连接；拉曼ICCD相机数据输出端与拉曼ICCD相机采集卡数据输入端连接，面聚焦片光体光学器在三维燃烧场中形成三维面聚焦片光体组；本发明可实现燃烧场中多物种组分、组分摩尔分数和温度的三维精准位置上的定量测量。

主权项

1.一种三维激光拉曼散射光谱测量系统，其特征在于：由脉冲激光器系统(Ⅰ)、拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)、三维燃烧场(Ⅲ)、工控机(Ⅳ)、三维面聚焦光学系统(Ⅴ)和脉冲延迟发生器(1)组成，脉冲激光器系统Ⅰ(Ⅰ)、拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)、三维燃烧场(Ⅲ)、工控机(Ⅳ)、三维面聚焦光学系统(Ⅴ)和脉冲延迟发生器(1)置于同一光学平台；脉冲激光器系统(Ⅰ)置于三维面聚焦光学系统(Ⅴ)的正左方，脉冲激光器系统(Ⅰ)的水平中心线与三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中45度反射镜(24)的水平中心线在同一条左右水平中心线Ⅰ(4)上，左右水平中心线Ⅰ(4)与三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的前后水平中心线(26)互相垂直相交；三维燃烧场(Ⅲ)置于拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)的右方和工控机(Ⅳ)的左方,三维燃烧场(Ⅲ)中的三维面聚焦片光体组(2)置于三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中面聚焦片光体光学器(19)的正后方；脉冲延迟发生器(1)置于脉冲激光器系统(Ⅰ)和拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)之间；所述的脉冲延迟发生器(1)上设有同步输出端口Ⅰ(k)、同步输出端口Ⅱ(l)和同步输出端口Ⅲ(m)；脉冲延迟发生器(1)的同步输出端口Ⅰ(k)经专用电缆与脉冲激光器系统(Ⅰ)中激光控制器(3)的泵浦灯外触发输入端口(o)连接；脉冲延迟发生器1的同步输出端口Ⅱl经专用电缆与电机控制器23的电机控制输入端口(t)连接；脉冲延迟发生器(1)的同步输出端口Ⅲ(m)经专用电缆与拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)中拉曼ICCD相机(9)的外触发输入端口(p)连接；拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)中拉曼ICCD相机(9)的外触发输出端口(q)经专用电缆与脉冲激光器系统(Ⅰ)中激光控制器(3)的Q开关外触发输入端口(n)连接；拉曼光谱面成像系统(Ⅱ)中拉曼ICCD相机(9)的数据输出端口(r)经专用电缆与工控机(Ⅳ)中拉曼ICCD相机采集卡(16)的数据输入端口(s)连接；三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的面聚焦片光体光学器(19)在三维燃烧场(Ⅲ)中形成三维面聚焦片光体组(2)，三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的激光束Ⅱ(17)形成面聚焦激发区域(abcdefghij)，即形成面聚焦片光体Ⅰ(Z1)，三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的激光束Ⅲ(18)形成面聚焦片光体Ⅱ(Z2)，三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的激光束Ⅳ(20)形成面聚焦片光体n(Zn)；面聚焦激发区域(abcdefghij)中：线A(af)和线B(be)相交于点Ⅰ(i)，线C(ch)和线D(dg)相交于点Ⅱ(j)，长方形面Ⅰ(abcd)和长方形面Ⅱ(efgh)平行且相等，并与物种滤光片组(12)平行，左右水平中心线Ⅱ(13)与长方形面Ⅰ(abcd)、长方形面Ⅱ(efgh)和线Eij)的中心相交；长方形面Ⅲ(bcgf)与长方形面Ⅳ(adhe)平行且相等，并与长方形面Ⅰ(abcd)和长方形面Ⅱ(efgh)垂直；长方形面Ⅰ(abcd)、长方形面Ⅱ(efgh)和线E(ij)的中心与三维面聚焦光学系统(Ⅴ)中的前后水平中心线(26)垂直相交。