采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置的制造方法
【专利摘要】采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置，涉及毛细管放电极紫外光源等离子体状态的检测技术。目的是为了解决现有的检测方法对极紫外光源的功率要求较高、以及CCD相机成本高的问题。本实用新型的LuAG?Ce荧光屏用于接收毛细管放电极紫外光源发出的极紫外光，并产生可见光，聚焦透镜将LuAG?Ce荧光屏产生的可见光聚焦到可见光CCD图像传感器上，计算机对可见光CCD图像传感器得到的光斑图像进行处理，并依据公式反演推算出等离子体状态。该装置成本低、对光源功率要求也低，结构简单，适用于对毛细管放电极紫外光源等离子体状态的检测。
【专利说明】
采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及毛细管放电极紫外光源等离子体状态的检测技术。
【背景技术】
[0002]在毛细管两端加大电流、快脉冲放电激励，可使毛细管内充填的介质(本项目为氙Xe介质)，最初沿毛细管内管壁产生电离，形成等离子体壳，受自身磁场作用，产生强大的洛仑兹力，驱使等离子体壳沿径向箍缩(称之为Z箍缩)，运动中由于同时会产生欧姆加热，使等离子体温度升高，碰撞Xe会产生更高价的Xe离子，最后获得Xe十价离子，此时通过复合过程Xe1()+退激发，便会产生13.5nm极紫外光输出。
[0003]毛细管放电中等离子体变化是一个动态过程，实际工作中需要对其状态，特别是Xe1()+离子产生13.5nm辐射光输出的动态特性，仔细的了解，从而为改善放电条件，以获得更高功率且稳定的13.5nm辐射光输出。常规检测是采用能响应极紫外波段CCD相机动态测量辐射光斑变化，但极紫外波段CCD相机价格昴贵，且响应面积偏小，同时响应灵敏度不高，这样就要求对光源的光功率有较高要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是为了解决现有的毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测方法由于CCD相机响应面积偏小、响应灵敏度低，导致对极紫外光源的功率要求较高、以及CCD相机成本高的问题，提供一种采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置。
[0005]本实用新型所述的采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置包括LuAG-Ce荧光屏1、聚焦透镜2、可见光CCD图像传感器3和光学调整机构，LuAG-Ce荧光屏I用于接收毛细管放电极紫外光源发出的极紫外光，并产生可见光，聚焦透镜2用于对LuAG-Ce荧光屏I产生的可见光聚焦到可见光CCD图像传感器3上，光学调整机构用于安装LuAG-Ce荧光屏1、聚焦透镜2和可见光C⑶图像传感器3。
[0006]本实用新型采用光敏荧光屏将毛细管放电产生的极紫外光(13.5nm)转换成可见光，对此可见光进行探测，重构出毛细管中等离子体光斑形状和相对强度分布等等离子体状态。本实用新型不采用能够响应13.5nm波段的CCD相机，而是采用成本低廉的可见光CCD就能够实现测量，LuAG-Ce荧光屏I对13.5nm波段的极紫外光非常敏感，因而不需要高功率的极紫外光就能够实现测量。此外，上述装置结构简单，成本低，使用范围广泛，使用方便。
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型所述的采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置的结构示意图；
[0008]图2为LuAG-Ce焚光屏的响应曲线，即可见光光强与入射光子能量间关系的标准曲线，其中竖线左侧部分的曲线(即a)表示入射光为UVU段，竖线右侧部分的曲线(S卩b)表示入射光为XVU段；
[0009]图3为图2中光子能量在O?26eV区域的放大图，其中c表示Ce三价离子在4f_5d两个能级之间的跃迀，e表示LuAG复合物的激发态，g表示LuAG复合物自由-自由跃迀，h表示电子激发倍增效应。
【具体实施方式】
[0010]【具体实施方式】一:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置，包括LuAG-Ce荧光屏I和聚焦透镜2，LuAG-Ce荧光屏I用于接收毛细管放电极紫外光源发出的极紫外光，并产生可见光，聚焦透镜2用于对LuAG-Ce荧光屏I产生的可见光进行聚焦。
[0011]如图1所示，所述装置需要配合可见光CCD图像传感器3和计算机4实现离子体状态检测。LuAG-Ce荧光屏I将入射的极紫外(13.5nm)光转换成可见光输出，可见光经聚焦透镜2后聚焦到可见光CCD图像传感器3上，计算机4对可见光CCD图像传感器3得到的光斑图像进行处理，并依据公式反演推算出等离子体状态。原理为:等离子体截面是一个圆斑，该圆斑的不同位置辐射光强有可能是不一样的，聚焦在CCD上成像后，焦点处的光斑形状、相对强度分布等都与等离子体状态及不同位置的辐射光强相对应，因而可以通过计算机4对测量得到的光斑形状和相对强度分布来反演推算出等离子体状态。
[0012]【具体实施方式】二:结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置的进一步限定，本实施方式中，所述装置还包括光学调整机构，用于安装LuAG-Ce荧光屏1、聚焦透镜2和可见光CCD图像传感器3。光学调整机构可采用以下两种结构:
[0013]1、光学调整机构包括一个水平滑道和三个光学调整架，三个光学调整架的底部均嵌在水平滑道内，并能够沿水平滑道移动，每个光学调整架底部的侧面均设置有锁紧机构，用于固定光学调整架的位置，三个光学调整架分别用于安装LuAG-Ce荧光屏1、聚焦透镜2和可见光C⑶图像传感器3，并能够调整LuAG-Ce荧光屏1、聚焦透镜2和可见光C⑶图像传感器3的相对位置，三个光学调整架均能够调节高度，位置调节完成后用锁紧机构锁死，防止各光学元件相对位置发生改变，避免因振动等环境因素给测量结果带来误差。锁紧机构可采用螺钉实现。
[0014]2、光学调整机构采用笼式多轴光学系统安装架，笼式多轴光学系统安装架是光路调节中最灵活的调整架，不仅能够在三个方向上随意改变各光学元件的相对位置，而且能够随意改变光路方向，使检测过程更加快捷灵活。
【主权项】
1.采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置，其特征在于，该装置包括LuAG-Ce荧光屏(1)、聚焦透镜(2)、可见光CCD图像传感器(3)和光学调整机构，LuAG-Ce荧光屏(I)用于接收毛细管放电极紫外光源发出的极紫外光，并产生可见光，聚焦透镜(2)用于对LuAG-Ce荧光屏(I)产生的可见光聚焦到可见光CCD图像传感器(3)上，光学调整机构用于安装LuAG-Ce荧光屏(1)、聚焦透镜(2)和可见光C⑶图像传感器(3)。2.根据权利要求1所述的采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置，其特征在于，光学调整机构包括一个水平滑道和三个光学调整架，三个光学调整架的底部均嵌在水平滑道内，并能够沿水平滑道移动，每个光学调整架底部的侧面均设置有锁紧机构，用于固定光学调整架的位置，三个光学调整架分别用于安装LuAG-Ce荧光屏(1)、聚焦透镜(2)和可见光CCD图像传感器(3)，并能够调整LuAG-Ce荧光屏(I)、聚焦透镜(2)和可见光CCD图像传感器(3)的相对位置。3.根据权利要求1所述的采用光敏荧光屏实现对毛细管放电极紫外光源等离子体状态检测的装置，其特征在于，所述光学调整机构为笼式多轴光学系统安装架。
【文档编号】G01N21/67GK205691506SQ201620534576
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月3日 公开号201620534576.0, CN 201620534576, CN 205691506 U, CN 205691506U, CN-U-205691506, CN201620534576, CN201620534576.0, CN205691506 U, CN205691506U
【发明人】徐强, 赵永蓬, 王骐
【申请人】哈尔滨工业大学