等离子体的动量测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及等离子体测量领域，特别是涉及一种等离子体的动量测试装置。
【背景技术】
[0002]强激光与靶相互作用时产生超音速喷射的等离子体，根据动量守恒，在等离子体喷射的反方向产生一个作用力，该作用力可以作为一种新的推进源，这就是激光等离子体推进的基本原理。由于激光等离子体推进技术在推进比冲、发射成本、环保、安全等方面的优势，在过去的几年内获得了迅速的发展。等离子体产生的动量是激光等离子体推进中首先要考虑的问题，由于激光等离子体产生的动量很小，并且等离子体与物体的作用时间很短，因此如何测量该等离子体的动量，特别是动量中的速度是一个首先需要解决的问题。对于激光等离子体的动量测量，在实际实验中是利用动量守恒原理来实现的，根据动量守恒，被激光烧蚀的物体的动量即靶的动量便是等离子体的动量，对于靶动量来说，关键是得到靶的速度。目前在实验上一般采用单摆法测量，该方法是将激光烧蚀的靶悬挂成一个单摆，通过测量靶在烧蚀后摆动的角度或振幅获得靶的速度。由于该方法是一种结构简单、操作方便、测量精度相对较高的测量方法，而被多数研究小组采用，但是该方法是间接测量，弓丨入误差较大。在过去的几年，我们提出了一种平行双探测光束测量方法，平行双探测光束测量方法消除了靶本身宽度与探测光光斑尺寸对速度测量的影响，但由于两束探测光束是平行穿过靶面，受两光束间的距离大小的限制，测量精度相对不高，而且在光路调节上相对困难。
[0003]由此可见，上述现有的等离子体的动量测量装置在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种测量精度高、光路调节简单的新的等离子体的动量测量装置，实属当前重要研发课题之一。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型解决的技术问题是提供一种具有两束交叉探测光束的等离子体的动量测量装置，使其具有结构简单、测量精度高、光路调节简单等优点，从而克服现有技术的不足。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型一种等离子体的动量测量装置，包括第一光源、第二光源、单摆、两个光电管、示波器，所述第一光源以及第二光源发出交叉的探测光束，通过交叉点后分别射入所述两个光电管，所述两个光电管分别和所述示波器连接，所述单摆包括靶以及连接在所述靶下方的细丝，所述细丝摆动时可掠过所述交叉的探测光束。
[0006]作为本实用新型的一种改进，所述光源和单摆之间设置有半透半反棱镜，所述第一光源通过所述半透半反棱镜得到的透射光以及第二光源通过所述半透半反棱镜得到的反射光形成所述交叉的探测光束。
[0007]作为进一步改进，所述单摆中的靶为双线悬挂靶。
[0008]作为进一步改进，所述光源为氦氖光光源。
[0009]采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点:
[0010]与两束平行探测光束的实验装置相比，本实用新型提出的两束交叉探测光束的实验装置可以实现两束探测光束间距的任意调节，操作简单，数据准确完备，测量精度高、测量结果不受探测光束间距调节的限制，适用于速度低、位移小的激光等离子体动量的测量。
【附图说明】
[0011]上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0012]图1是本实用新型等离子体的动量测量装置的结构以及光路示意图。
[0013]图2为示波器采集到的靶通过两束探测光束的时间间隔。
【具体实施方式】
[0014]本实验装置的目的在于提供一种不受探测光束间距调节限制的速度及动量测量
目.ο
[0015]—种等离子体的动量测量装置，包括第一光源、第二光源、单摆、两个光电管、示波器，所述第一光源以及第二光源发出交叉的探测光束，通过交叉点后分别射入所述两个光电管，所述两个光电管分别和所述示波器连接，所述单摆包括靶以及连接在所述靶下方的细丝，所述细丝摆动时可掠过所述交叉的探测光束。
[0016]光源和单摆之间设置有半透半反棱镜，所述第一光源通过所述半透半反棱镜得到的透射光以及第二光源通过所述半透半反棱镜得到的反射光形成所述交叉的探测光束。单摆中的革E为双线悬挂革E，光源为氦氖光光源。
[0017]以下是一个【具体实施方式】:
[0018]请参阅图1所示，本实用新型等离子体动量测量装置，包括第一氦氖光光源101以及第二氦氖光光源102、半透半反棱镜103、挂有靶104和细丝105的单摆、两个光电管106、示波器107。第一氦氖光光源101以及第二氦氖光光源102产生激光束，所述激光束经过半透半反棱镜103后形成交叉的第一探测光束108以及第二探测光束109，第一探测光束108以及第二探测光束109作为探测光束经过靶104下的细丝105射向光电管106，射向光电管106的第一探测光束108以及第二探测光束109经过光电管106转化为电信号，进而输入示波器107进行显示。
[0019]半透半反棱镜103用于调节两束探测光束的相交，靶104用双线悬挂起来，靶104下面连接细丝105，构成一个双线单摆，双线单摆可以很好的解决靶104的左右摆动问题，光电管106用于转化光信号为电信号，示波器107记录细丝105通过两束探测光束时的时间间隔。通过半透半反棱镜103的反射调节，很容易实现第一探测光束108以及第二探测光束109之间的距离的调节，对于平行的探测光束而言，由于机械调节的限制，它们之间的距离一般在毫米量级，很难做到毫米以下，而对于交叉的第一探测光束108以及第二探测光束109，它们的间距随传播距离的不同而不同。
[0020]等离子体动量测量装置根据细丝105掠过两束探测光束的时间及两束探测光束在掠过之处的距离获得靶104的飞行速度，然后通过靶104的质量获得激光等离子体的动量。
[0021]具体测量过程为:当细丝105掠过第一探测光束108以及第二探测光束109时，示波器107上会呈现出相应的两个信号，两个信号间的间隔就是细丝105通过第一探测光束108以及第二探测光束109的时间，如图2所示。第一探测光束108以及第二探测光束109间的距离与示波器107上的时间间隔的比值就是靶104的摆动速度，该速度与靶104的质量的乘积就是靶104动量。根据动量守恒原理，该靶104动量就是激光等离子体产生的动量。
[0022]本实用新型中的氦氖光光源仅作为光源，提供一束连续的、光斑直径很小的光束，其它能够提供光束的光源也可使用，所需要测量得到的速度应该是靶104在平衡位置的速度，即靶104下落到最低点时细丝105的速度。
[0023]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种等离子体的动量测量装置，其特征在于包括第一光源、第二光源、单摆、两个光电管、示波器，所述第一光源以及第二光源发出交叉的探测光束，通过交叉点后分别射入所述两个光电管，所述两个光电管分别和所述示波器连接，所述单摆包括靶以及连接在所述靶下方的细丝，所述细丝摆动时可掠过所述交叉的探测光束。2.根据权利要求1所述的等离子体的动量测量装置，其特征在于所述光源和单摆之间设置有半透半反棱镜，所述第一光源通过所述半透半反棱镜得到的透射光以及第二光源通过所述半透半反棱镜得到的反射光形成所述交叉的探测光束。3.根据权利要求1或2所述的等离子体的动量测量装置，其特征在于所述单摆中的靶为双线悬挂革巴。4.根据权利要求1或2所述的等离子体的动量测量装置，其特征在于所述光源为氦氖光光源。
【专利摘要】本实用新型是有关于一种等离子体的动量测量装置，包括第一光源、第二光源、单摆、两个光电管、示波器，所述第一光源以及第二光源发出交叉的探测光束，通过交叉点后分别射入所述两个光电管，所述两个光电管分别和所述示波器连接，所述单摆包括靶以及连接在所述靶下方的细丝，所述细丝摆动时可掠过所述交叉的探测光束。本实用新型具有结构简单、测量精度高、光路调节简单等优点。
【IPC分类】G01P3/68, G01P5/00
【公开号】CN204789614
【申请号】CN201520504912
【发明人】郑志远, 张思齐, 梁田, 高禄, 高华, 张自力
【申请人】中国地质大学（北京）
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月13日