熒光收集裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種熒光收集裝置，其在與激光器的光軸垂直方向上設(shè)置有原子加熱爐，在激光器的激光與從原子加熱爐噴出的原子束交匯處設(shè)置有真空裝置，沿著透光窗口的熒光出射方向上設(shè)置有熒光收集透鏡組，熒光收集透鏡組是沿著熒光發(fā)射方向在鏡筒的中心軸上依次設(shè)置有第一平凸透鏡、第二平凸透鏡以及第三平凸透鏡，通過調(diào)整第一平凸透鏡、第二平凸透鏡以及第三平凸透鏡的曲率半徑以及組合關(guān)系，通過改變熒光的反射光路將發(fā)散的熒光盡可能多的收集起來，從而提高熒光探測的效率與質(zhì)量，其制作成本低，結(jié)構(gòu)簡單，為相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)室的熒光探測工作提供方便。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

熒光收集裝置
本技術(shù)屬于應(yīng)用光學(xué)領(lǐng)域，具體涉及到一種原子束真空系統(tǒng)的熒光收集裝置。
技術(shù)介紹
熱原子束能有效的克服原子譜線的多普勒展寬和碰撞加寬，可以進(jìn)行高分辨率的光譜探測。當(dāng)今許多物理實(shí)驗(yàn)室中通過對熱原子束的熒光進(jìn)行收集和探測，來進(jìn)行對于原子性質(zhì)探究的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。一般原子束裝置及收集過程為在真空系統(tǒng)中，原子經(jīng)由加熱爐加熱，通過準(zhǔn)直管形成直徑約為20— 30mm的原子束水平噴出，進(jìn)入到由四個玻璃法蘭窗組成的腔體內(nèi)，其中水平方向的兩個窗口用于通光，豎直方向的兩個窗口用于熒光探測。其中玻璃法蘭窗口的直徑為35mm，原子束中心到上下窗口的距離約為50mm。對于光譜探測，首先要對原子或分子發(fā)出來的熒光有較高的收集率，盡可能高的提高信噪比，特別是對于熒光很弱的譜線，這一點(diǎn)尤為重要。如有的熒光本身十分微弱，用肉眼無法觀測到，探測出的熒光譜線很難達(dá)到理想的信噪比，影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，如果缺乏有效的熒光收集裝置，結(jié)果更是難以達(dá)到要求。基于所述原子束真空系統(tǒng)的熒光收集一般是利用一組光學(xué)透鏡設(shè)計的光學(xué)鏡頭， 將熒光聚集到探測器的感光元件表面。由于感光面積小的探測器電容小，響應(yīng)速度快，對原子或分子線寬窄的譜線意義非凡，這就要求將熒光聚集到盡可能小的面積內(nèi)，典型值為 Icm2內(nèi)或更小。然而，對于這種典型原子束真空系統(tǒng)，要達(dá)到高的熒光收集率是很困難的。要盡可能高效的收集熒光，就需要聚焦鏡頭對熒光發(fā)射點(diǎn)具有大的立體角，也就是說鏡頭離熒光發(fā)射區(qū)要盡可能的近。那么鏡頭應(yīng)該貼近于透光窗口平面。在此條件下，熒光收集存在以下幾點(diǎn)困難I、熒光發(fā)射區(qū)離鏡頭很近，要得到足夠小的像就需要收集系統(tǒng)的光焦度很大，但通光孔徑較大限制了光焦度的增大。2、熒光發(fā)射區(qū)域尺寸、物距和通光孔徑尺寸相當(dāng)，遠(yuǎn)不能滿足傍軸成像近似條件，像差嚴(yán)重。3、為了減小損耗和降低成本，鏡頭的透鏡數(shù)量不能太多。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的熒光收集的困難，本技術(shù)提供了一種熒光探測效率高、制作成本低的熒光收集裝置。本技術(shù)解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是在與激光器的光軸垂直方向上設(shè)置有原子加熱爐，在激光器I的激光與原子加熱爐噴出的原子束交匯處設(shè)置有真空裝置，在真空裝置上加工有透光窗口，沿著透光窗口的熒光出射方向在垂直于激光和原子束所在平面的熒光光路上設(shè)置有熒光收集透鏡組，熒光收集透鏡組是沿著熒光發(fā)射方向在鏡筒的中心軸上依次設(shè)置有第一平凸透鏡、第二平凸透鏡以及第三平凸透鏡，第一平凸透鏡的平面與真空裝置相對，第二平凸透鏡的凸面與第一平凸透鏡的凸面正對，第三平凸透鏡的方向與第一平凸透鏡的方向相同，第一平凸透鏡的凸面曲率半徑為39. 5 41. 5_，第二平凸透鏡的凸面曲率半徑為31 38mm，第三平凸透鏡的凸面曲率半徑為28. 5 35mm，第一平凸透鏡與第二平凸透鏡的凸面之間中心距離為4 21mm，第二平凸透鏡與第三平凸透鏡的平面之間中心距離為2 7_。上述第一平凸透鏡的凸面曲率半徑為41mm，第二平凸透鏡的凸面曲率半徑為 34_，第三平凸透鏡的凸面曲率半徑為32_，第一平凸透鏡與第二平凸透鏡的凸面中心之間的距離為9mm，第二平凸透鏡與第三平凸透鏡的平面中心之間的距離為4mm。上述第一平凸透鏡與第二平凸透鏡、第三平凸透鏡的表面均鍍有增透膜。本技術(shù)的熒光收集裝置通過調(diào)整第一平凸透鏡、第二平凸透鏡以及第三平凸透鏡的曲率半徑以及組合關(guān)系，通過改變熒光的反射光路將發(fā)散的熒光盡可能多的收集起來，從而提高熒光探測的效率與質(zhì)量，其制作成本低，結(jié)構(gòu)簡單，為相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)室的熒光探測工作提供方便。附圖說明圖I為實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)結(jié)合附圖對本技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步說明，但是本技術(shù)不僅限于下述的實(shí)施方式。實(shí)施例I參見圖1，本實(shí)施例的熒光收集裝置由激光器I、真空裝置2、原子加熱爐3、鏡筒4、 第一平凸透鏡5、第二平凸透鏡6、第三平凸透鏡7聯(lián)接構(gòu)成。在與激光器I的激光出射光路垂直的方向上設(shè)置有原子加熱爐3，在激光器I的激光與原子加熱爐3噴出的原子束交匯處安裝有真空裝置2，真空裝置2分別與激光器I、原子加熱爐3通過螺紋聯(lián)接件或者法蘭聯(lián)接，在真空裝置2的頂壁加工有透光窗口，原子束經(jīng)原子加熱爐3加熱后噴出與激光在真空裝置2中交匯，產(chǎn)生熒光，熒光穿過透光窗口射出， 沿著熒光的出射方向在垂直于激光和原子束所在平面的熒光光路上安裝有熒光收集鏡組， 熒光收集鏡組是由鏡筒4和設(shè)置在鏡筒4內(nèi)的第一平凸透鏡5、第二平凸透鏡6、第三平凸透鏡7組成。第一平凸透鏡5與第二平凸透鏡6、第三平凸透鏡7是沿著熒光的出射方向依次設(shè)置在鏡筒4的中心軸上，第一平凸透鏡5的平面與真空裝置2相對，第一平凸透鏡5的凸面與第二平凸透鏡6的凸面相對，第二平凸透鏡6的平面與第三平凸透鏡7的平面相對， 即第三平凸透鏡7與第一平凸透鏡5的安裝方向一致，第一平凸透鏡5的凸面曲率半徑為 41. Omm,其厚度為25mm,孔徑半徑為32mm ;第二平凸透鏡6的凸面曲率半徑為34. Omm,第二平凸透鏡6的厚度為19臟，孔徑半徑28mm ;第三平凸透鏡7的凸面曲率半徑為32. 0臟，第三平凸透鏡7的厚度15mm，孔徑半徑20mm。第一平凸透鏡5與第二平凸透鏡6的凸面之間的中心距離為9. 0mm，第二平凸透鏡6與第三平凸透鏡7的平面之間的中心距離為4. Omm0 第一平凸透鏡5與第二平凸透鏡6的凸面中心距離以及第二平凸透鏡6與第三平凸透鏡7的平面中心距離可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整。在上述第一平凸透鏡5與第二平凸透鏡6、第三平凸透鏡7的鏡面均鍍有增透膜， 增透膜是由TiO與MgO交替蒸鍍26層形成。使用時，將固體的原子放入原子爐中，加熱后原子轉(zhuǎn)化為氣體而形成原子束，激光器I發(fā)出激光，激光與原子束在真空裝置2中交匯產(chǎn)生熒光，熒光穿過真空裝置2的透光窗口，經(jīng)過第一平凸透鏡5、第二平凸透鏡6以及第三平凸透鏡7透射從而匯聚在一起，其利用了第一平凸透鏡5、第二平凸透鏡6以及第三平凸透鏡7組成的熒光收集鏡組將發(fā)散的熒光盡可能多的收集起來，進(jìn)而提聞突光探測的效率，為相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)室的突光探測工作提供方便。實(shí)施例2本實(shí)施例的熒光收集裝置中，熒光收集鏡組是沿著熒光發(fā)射方向在鏡筒4的中心軸上依次設(shè)置有第一平凸透鏡5、第二平凸透鏡6以及第三平凸透鏡7，第一平凸透鏡5的平面與真空裝置2相對，第一平凸透鏡5的凸面的曲率半徑為39. 5mm,第二平凸透鏡6的凸面與第一平凸透鏡5的凸面正對，第二平凸透鏡6的凸面曲率半徑為31mm，第三平凸透鏡7 的方向與第二平凸透鏡6的方向相反，第三平凸透鏡7的凸面曲率半徑為28. 5_，第一平凸透鏡5與第二平凸透鏡6的凸面之間中心距離為4mm，第二平凸透鏡6與第三平凸透鏡7 的平面之間中心距離為2mm。在上述第一平凸透鏡5與第二平凸透鏡6、第三平凸透鏡7的鏡面均鍍有增透膜，增透膜是由TiO與MgO真空交替蒸鍍24層形成。其他的部件及其聯(lián)接關(guān)系與實(shí)施例I相同。實(shí)施例3本實(shí)施例的熒光收集裝置中，熒光收集透鏡組是沿著熒光發(fā)射方向在鏡筒4的中心軸上依次設(shè)置有第一平凸透鏡5、第二平凸透鏡6以及第三平凸透鏡7，第一平凸透鏡5 的平面與真空裝置2相對，第一平凸透鏡5的凸面的曲率半徑為41. 5mm,第二平凸透鏡6的凸面與第一平凸透鏡5的凸面正對，第本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種熒光收集裝置，在與激光器（1）的光軸垂直方向上設(shè)置有原子加熱爐（3），在激光器（1）的激光與原子加熱爐（3）噴出的原子束交匯處設(shè)置有真空裝置（2），在真空裝置（2）上加工有透光窗口，沿著透光窗口的熒光出射方向在垂直于激光和原子束所在平面的熒光光路上設(shè)置有熒光收集透鏡組，其特征在于：所述熒光收集透鏡組是沿著熒光發(fā)射方向在鏡筒（4）的中心軸上依次設(shè)置有第一平凸透鏡（5）、第二平凸透鏡（6）以及第三平凸透鏡（7），第一平凸透鏡（5）的平面與真空裝置（2）相對，第二平凸透鏡（6）的凸面與第一平凸透鏡（5）的凸面正對，第三平凸透鏡（7）的方向與第一平凸透鏡（5）的方向相同，第一平凸透鏡（5）的凸面曲率半徑為39.5～41.5mm，第二平凸透鏡（6）的凸面曲率半徑為31～38mm，第三平凸透鏡（7）的凸面曲率半徑為28.5～35mm，第一平凸透鏡（5）與第二平凸透鏡（6）的凸面之間中心距離為4～21mm，第二平凸透鏡（6）與第三平凸透鏡（7）的平面之間中心距離為2～7mm。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種熒光收集裝置，在與激光器(I)的光軸垂直方向上設(shè)置有原子加熱爐(3)，在激光器(I)的激光與原子加熱爐(3)噴出的原子束交匯處設(shè)置有真空裝置(2)，在真空裝置(2)上加工有透光窗口，沿著透光窗口的熒光出射方向在垂直于激光和原子束所在平面的熒光光路上設(shè)置有熒光收集透鏡組，其特征在于所述熒光收集透鏡組是沿著熒光發(fā)射方向在鏡筒(4)的中心軸上依次設(shè)置有第一平凸透鏡(5)、第二平凸透鏡(6)以及第三平凸透鏡(7)，第一平凸透鏡(5)的平面與真空裝置(2)相對，第二平凸透鏡(6)的凸面與第一平凸透鏡(5)的凸面正對，第三平凸透鏡(7)的方向與第一平凸透鏡(5)的方向相同，第一平凸透鏡(5)的凸面曲率半徑為39. 5 41. 5mm,第二平凸透鏡(6)的凸面曲率半...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：任潔，劉輝，常宏，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院國家授時中心，
類型：實(shí)用新型
國別省市：