一种开放腔离轴积分腔气体探测机构

本发明涉及光机结构，尤其涉及一种开放腔离轴积分腔气体探测机构。

背景技术：

1、离轴积分腔技术是一种通过将激光离轴入射到光谐振腔中，利用激光在两个腔镜之间的多次反射，采集每次反射时透射出的微弱能量信号，最终解析出腔内信息的技术。离轴积分腔技术具有稳定性好，成本较低，灵敏度高等特点。常用于实验室痕量气体探测、高反射率反射镜的高精度反射率测量，以及同位素吸收光谱的研究。对于痕量气体探测领域，实验室为了定标和定量研究的方便，大多采取了将光路密封在玻璃或金属容器内用气泵或者气瓶进行充气的方案；实际产品中，为了防止野外灰尘和早晚温度变化时的水汽凝结，也采用了密封光路配合气泵的方案；

2、现有的方案中，少数采用了开放光路，但是这种方案在定标时，存在气体扩散的问题，难以保证标准气体浓度的稳定性；或需要一个更大的相对密封的环境，难以保证标准气体的均匀性，对定标工作带来了一定的困难，此外开放光路不适合在超净间之外工作，因为环境中的灰尘、早晚温度变化时凝结的水汽等因素均会改变镜片的反射率，极大的影响精度，因此现有的技术大多数采用了封闭光路的方案，这种方案尽管解决了野外工作和定标的问题，但是依赖于气泵灌注采样气体，产生了气体采样不均匀，响应速度慢等缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种适用于野外工作、且开放光路，并能够兼容实验室定标的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明公开的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，包括：

4、防护支撑组件，其包括外壳、布设在所述外壳腔室内的腔体，所述腔体一端安装有所述前光路系统，另一端安装有所述后光路系统；

5、其中，所述外壳腔室内位于所述腔体前侧布设有用于承载激光准直器的第一微调组件、位于所述腔体后侧布设有用于承载有探测器的第二微调组件，所述外壳侧部开设有与所述腔体连通的窗口，所述窗口连接有防尘组件。

6、进一步的，还包括密封件，其用于使所述外壳和所述腔体形成密封环境，以便密封所述前光路系统和所述后光路系统。

7、进一步的，所述密封件包括呈环形结构的压条，所述压条外壁套设有与所述腔体内壁密封接触的密封体，所述压条端部能够拆卸地连接有所述防尘组件。

8、进一步的，所述防尘组件包括压板和防尘网，所述压条外部通过所述压板固连有所述防尘网。

9、进一步的，所述防护支撑组件还包括底板和盖板，所述外壳底端通过所述密封件密封安装有所述底板、顶端通过所述密封件密封安装有所述盖板，所述腔体下部两端通过腔体支撑与所述底板固连，所述腔体两端的端面开设有安装所述前光路系统和所述后光路系统的安装孔。

10、进一步的，所述前光路系统包括前透镜安装环；

11、所述前透镜安装环一侧设置的前窗口玻璃通过第一镜片压圈安装在所述前透镜安装环上，且所述前窗口玻璃和所述前透镜安装环之间装设有所述密封件；

12、所述前透镜安装环另一侧设置的前腔镜通过第二镜片压圈安装在前透镜安装环上，其中，所述前透镜安装环位于所述前腔镜侧通过所述密封件与所述腔体密封接触；

13、进一步的，所述后光路系统包括后透镜安装环；

14、所述后透镜安装环一侧设置的后窗口玻璃通过第三镜片压圈安装在所述后透镜安装环上，所述后窗口玻璃和所述后透镜安装环之间有所述密封件；

15、所述后透镜安装环另一侧设置的笼式系统安装座同轴地固定在腔体上，所述笼式系统安装座安装有多个笼式支杆，所述笼式支杆远离所述笼式系统安装座端安装有二维透镜调整座；

16、其中，所述笼式支杆上安装有透镜安装座，后腔镜通过第四透镜压圈固定在所述透镜安装座上；

17、所述二维透镜调整座一侧设置的聚焦透镜通过第五透镜压圈固定在二维透镜调整座上；

18、所述二维透镜调整座下部固连有调整座支撑。

19、进一步的，所述第一微调组件包括能够y方向微调座、装设在所述微调座上用于为所述激光准直器提供x方向的调整的升降支撑棒；以及

20、装设在所述升降支撑棒的光学调整架，其用于为所述激光准直器提供x’和y’两个角度的调整。

21、进一步的，所述第二微调组件包括探测器支撑，所述探测器通过探测器支撑安装在底板上。

22、进一步的，还包括标定组件，所述标定组件与所述窗口拆卸连接，以便所述窗口选择性地安装有所述标定组件或所述防尘组件。

23、在上述技术方案中，本发明提供的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，有益效果：

24、本发明开放腔离轴积分腔气体探测机构采用了开放光路的方案，待测气体可以自由扩散进腔体内，因此，解决了采样不均匀和响应速度慢的问题，此外，该探测机构采用了两个高透过率窗口片将光学元件密封起来，同时将绝大部分的用于待测气体吸收的光路暴露在空气中，解决了传统开放光路中灰尘和凝结水汽对主要光学元件的影响，探测精度高；另外该探测机构还配备有一个可替换的定标组件，通过定标组件替换防尘组件，可将开放光路临时改变为封闭光路，解决了传统开放光路定标困难的问题。

技术特征：

1.一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，其特征在于；

3.根据权利要求2所述的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，其特征在于；

4.根据权利要求3所述的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，其特征在于；

5.根据权利要求2所述的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，其特征在于；

6.根据权利要求2所述的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，其特征在于；

7.根据权利要求2所述的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，其特征在于；

8.根据权利要求1所述的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，其特征在于；

9.根据权利要求1所述的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，其特征在于；

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，其特征在于；

技术总结
本发明公开了一种开放腔离轴积分腔气体探测机构，属于光机结构技术领域，本发明包括防护支撑组件，其包括外壳、布设在所述外壳腔室内的腔体，所述腔体一端安装有所述前光路系统，另一端安装有所述后光路系统；其中，所述外壳腔室内位于所述腔体前侧布设有用于承载激光准直器的第一微调组件、位于所述腔体后侧布设有用于承载有探测器的第二微调组件，所述外壳侧部开设有与所述腔体连通的窗口，所述窗口连接有防尘组件，本发明待测气体通过窗口可以自由扩散进腔体内，采样均匀、响应速度快，且前光路系统和后光路系统中的光学元件处于密封状态，光学元件不受灰尘、凝结水汽影响，探测精度高。

技术研发人员：林冠宇,李澎波,王嘉宁
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15