[发明专利]一种基于光纤传感的激光激发热波信号检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光激发热波检测技术领域，具体是一种基于光纤传感的激光激发热波信号检测装置。

背景技术

激光激发热波技术是一种有效的检测手段，具有灵敏度高、非接触式、测量方式多样等特点，可用于不同材料特性的检测分析（包括材料的吸收特性、热物理特性、缺陷等）。对激光激发热波信号进行检测的一种常用的检测方式是：当泵浦激光与材料相互作用并激发产生热波信号后，用一束较弱的探测激光也经过材料中产生热波信号的区域，探测激光光束可以和泵浦激光光束有一定夹角，也可以是同轴的。

当探测激光通过泵浦激光激发产生的热波信号区域时，其空间传播特性将会发生变化，产生新增的会聚或发散效应。通过检测出射探测激光的会聚或发散特性的变化，就可以获得产生热波信号区域的材料特性。对探测激光空间传播特性的变化的检测通常可以通过在出射探测激光光路中的适当位置加入一个空间滤波器来进行，空间滤波器允许部分探测激光能量进入光电探测器。

目前常用的激光激发热波信号检测装置中，一般泵浦激光光束和探测激光光束是分别经过各自独立的光路系统后作用到样品上。各自的光路系统中包含了一系列的光束偏转、光束整形、光束聚焦以及探测单元等元器件，从而导致装置结构繁琐、体积庞大、价格昂贵，不利于携带搬运，极大地限制了该技术的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光纤传感的激光激发热波信号检测装置，利用光纤本身芯径很小，具有空间滤波能力这一特性，同时结合光学聚焦透镜的色差特性，来实现对激光激发热波信号的检测，从而使得整个检测装置的结构大大简化，可以解决目前光热检测装置器件繁琐、体积庞大、价格昂贵、不利于携带搬运的问题。

本发明的技术方案为：

一种基于光纤传感的激光激发热波信号检测装置，包括泵浦激光光源、探测激光光源和第一聚焦透镜；所述泵浦激光光源，用于输出泵浦激光光束，所述泵浦激光光束经过调制后通过第一光纤入射到第一聚焦透镜的中心位置；所述探测激光光源，用于输出探测激光光束，所述探测激光光束通过第二光纤入射到第一聚焦透镜的边缘位置；所述第一聚焦透镜，用于将以不同入射点入射的泵浦激光光束和探测激光光束会聚到样品上的同一区域，所述样品放置于第一聚焦透镜的焦平面处；所述第一聚焦透镜，还用于收集从样品反射的探测激光光束，所述从样品反射的探测激光光束经过第一聚焦透镜收集后，再通过第三光纤进入光电探测器。

一种基于光纤传感的激光激发热波信号检测装置，包括泵浦激光光源、探测激光光源、第一聚焦透镜和第二聚焦透镜；所述泵浦激光光源，用于输出泵浦激光光束，所述泵浦激光光束经过调制后通过第一光纤入射到第一聚焦透镜的中心位置；所述探测激光光源，用于输出探测激光光束，所述探测激光光束通过第二光纤入射到第一聚焦透镜的边缘位置；所述第一聚焦透镜，用于将以不同入射点入射的泵浦激光光束和探测激光光束会聚到样品上的同一区域，所述样品放置于第一聚焦透镜的焦平面处；所述第二聚焦透镜，用于收集从样品透射的探测激光光束，所述从样品透射的探测激光光束经过第二聚焦透镜收集后，再通过第三光纤进入光电探测器。

所述的基于光纤传感的激光激发热波信号检测装置，所述第三光纤与光电探测器之间设有滤光装置。

本发明的有益效果为：

由上述技术方案可知，本发明利用光纤来传输泵浦激光光束和探测激光光束，并且利用同一个聚焦透镜来会聚这两束光，在探测端也利用光纤来接收由样品反射或透射的探测激光光束，使得整个光路系统结构大大简化，可以实现仪器的微型化、便携式，大大节约了仪器成本，有利于激光激发热波检测技术的推广应用。

附图说明

图1是本发明的装置结构示意图（反射模式）；

图2是本发明的装置结构示意图（透射模式）；

图3是本发明所述的光纤输入端相当于空间滤波器的原理图，其中，图3（a）对应反射模式，图3（b）对应透射模式。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。