一种尘埃粒子计数器的光源整形装置

1.本发明涉及一种尘埃粒子计数器的光源整形装置，属于粒子计数器技术领域，用于提高粒子计数器光敏区的光强均匀度。


背景技术：

2.在尘埃粒子计数器中，计数效率和粒径分辨率是计数器最关键的指标，而光敏区的光强均匀性直接影响到这两个指标的提升。目前计数器一般采用半导体激光器作为光源，半导体激光器具有体积小，重量轻，成本低，光电转换效率高等优点，但是半导体激光器的光束质量比较差，现有技术中的半导体激光光束整形，一般是通过多个透镜组对激光光束进行整形，每个透镜组包括数个透镜，其结构复杂且整形后光强均匀性不高。本发明提供了一种新型的光源整形装置，利用数个透镜和阵列镜片组成的整形光路将光束准直聚焦，提升计数器光敏区的光强均匀性，具有体积小、结构简单、效率高等优点。


技术实现要素：

3.本发明的目的为解决半导体激光器整形后光强均匀性不高的问题，提供一种尘埃粒子计数器的光源整形装置，提高计数器光敏区的光强均匀性。
4.本发明解决上述问题采用的技术方案：尘埃粒子计数器的光源整形装置包括激光器1、非球面平凸镜片2、柱面镜聚焦镜片3、柱面镜阵列镜片4、光敏区5，激光器1发出光束依次通过非球面平凸镜片2、柱面镜聚焦镜片3、柱面镜阵列镜片4、光敏区5，非球面平凸镜片2、柱面镜聚焦镜片3的凸面均朝向激光器1发出光束的照射方向。
5.所述的非球面平凸镜片2为中部凸起的平凸镜片，非球面平凸镜片2位于柱面镜聚焦镜片3的中心位置。
6.所述的柱面镜聚焦镜片3为圆柱面镜体。
7.所述的柱面镜阵列镜片4安装在柱面镜聚焦镜片3的正前方，柱面镜阵列镜片4的凸面朝向激光器1发出光束的照射方向，柱面镜阵列镜片4垂直于光束照射方向并与柱面镜聚焦镜片3的柱面轴平行。
8.该装置的工作原理：激光器1发出的光束依次通过非球面平凸镜片2、柱面镜聚焦镜片3、柱面镜阵列镜片4照射在光敏区5上并进行检测。非球面平凸镜片2对光束进行准直，柱面镜聚焦镜片3将光束聚焦到光敏区5位置，柱面镜阵列镜片4提高光束在光敏区5的光强均匀性，使光敏区5的光强均匀度达到90％以上，提升激光器1发出的光束质量。
9.本发明的有益效果：该尘埃粒子计数器的光源整形装置，通过非球面平凸镜片是对半导体激光进行准直，柱面镜聚焦镜片的作用是将半导体激光聚焦到光敏区位置，柱面阵列镜片的作用是提高半导体激光在光敏区的光强均匀性，提升了计数器光敏区的光强均匀性，在光敏区的光强均匀度达到90％以上，提升了半导体激光器的光束质量。
附图说明
10.图1尘埃粒子计数器的光源整形装置的结构示意图
11.图2尘埃粒子计数器的光源整形装置旋转九十度的结构示意图
12.图中：1.激光器；2.非球面平凸镜片；3.柱面镜聚焦镜片；4.柱面镜阵列镜片；5.光敏区。
具体实施方式
13.下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
14.实例1
15.本发明的尘埃粒子计数器的光源整形装置包括激光器1、非球面平凸镜片2、柱面镜聚焦镜片3、柱面镜阵列镜片4、光敏区5，沿激光器1发出光束方向的前侧依次间隔设置非球面平凸镜片2、柱面镜聚焦镜片3、柱面镜阵列镜片4和光敏区5，非球面平凸镜片2、柱面镜聚焦镜片3的凸面均朝向激光器1发出光束的照射方向。
16.非球面平凸镜片2位于柱面镜聚焦镜片3的中心位置，为中部凸起的平凸镜片，用于对激光器1发出的光束进行准直。
17.柱面镜聚焦镜片3为圆柱面镜体，将光束聚焦到光敏区5位置。
18.柱面镜阵列镜片4安装在柱面镜聚焦镜片3的正前方，柱面镜阵列镜片4的凸面朝向激光器1发出光束的照射方向，柱面镜阵列镜片4垂直于光束照射方向并与柱面镜聚焦镜片3的柱面轴平行。
19.光敏区5位于柱面镜阵列镜片4的前侧，柱面镜阵列镜片4提高光束在光敏区5的光强均匀性。请参阅图1～图2，一种新型尘埃粒子计数器的光源整形装置，包括激光器1和光敏区5，激光器1的前侧设有非球面平凸镜片2，非球面平凸镜片2为中部凸起的平凸镜片，非球面平凸镜片2位于柱面镜聚焦镜片3的中心位置，非球面平凸镜片2对半导体激光进行准直，述非球面平凸镜片2的凸面侧设有柱面镜聚焦镜片3，柱面镜聚焦镜片3为圆柱面镜体，且柱面镜聚焦镜片3和柱面镜阵列镜片4的垂直安装，柱面镜聚焦镜片3将半导体激光聚焦到光敏区5位置，柱面镜聚焦镜片3的凸面侧设有柱面镜阵列镜片4，柱面镜阵列镜片4安装在柱面镜聚焦镜片3的正前方，且均为凸面朝前安装，柱面镜阵列镜片4的前侧设有光敏区5，柱面镜阵列镜片4提高半导体激光在光敏区5的光强均匀性，使光敏区5的光强均匀度达到90％以上，提升激光器1发出的光束质量。


技术特征：
1.一种尘埃粒子计数器的光源整形装置，其特征在于所述光源整形装置包括激光器(1)、非球面平凸镜片(2)、柱面镜聚焦镜片(3)、柱面镜阵列镜片(4)、光敏区(5)，激光器(1)发出光束依次通过非球面平凸镜片(2)、柱面镜聚焦镜片(3)、柱面镜阵列镜片(4)、光敏区(5)，非球面平凸镜片(2)、柱面镜聚焦镜片(3)的凸面均朝向激光器(1)发出光束的照射方向；柱面镜阵列镜片(4)安装在柱面镜聚焦镜片(3)的正前方，柱面镜阵列镜片(4)的凸面朝向激光器(1)发出光束的照射方向，柱面镜阵列镜片(4)垂直于光束照射方向并与柱面镜聚焦镜片(3)的柱面轴平行。2.根据权利要求1所述的一种尘埃粒子计数器的光源整形装置，其特征在于：非球面平凸镜片(2)为中部凸起的平凸镜片，非球面平凸镜片(2)位于柱面镜聚焦镜片(3)的中心位置。3.根据权利要求1所述的一种尘埃粒子计数器的光源整形装置，其特征在于：柱面镜聚焦镜片(3)为圆柱面镜体。

技术总结
本发明公开了一种尘埃粒子计数器的光源整形装置，属于粒子计数器技术领域，该装置包括激光器、非球面平凸镜片、柱面镜聚焦镜片、柱面镜阵列镜片、光敏区，激光器发出的光束依次通过非球面平凸镜片、柱面镜聚焦镜片、柱面镜阵列镜片、光敏区，非球面平凸镜片、柱面镜聚焦镜片的凸面均朝向激光器发出光束的照射方向。尘埃粒子计数器的光源整形装置过非球面平凸镜片对光束进行准直，柱面镜聚焦镜片将光束聚焦到光敏区位置，柱面阵列镜片提高半导体激光在光敏区的光强均匀性。尘埃粒子计数器的光源整形装置提升了光敏区的光强均匀性，在光敏区的光强均匀度达到90％以上，提高了激光器的光束质量。束质量。束质量。


技术研发人员：汪将 杜斌 徐建洁 穆晞惠 刘冰 刘志伟 童朝阳 刘帅 高川 张月琪 冯莎莎
受保护的技术使用者：中国人民解放军军事科学院防化研究院
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/2/15