[实用新型]一种激光等离子体动量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及等离子体动量测量技术领域，特别是涉及一种激光等离子体动量测量装置。

背景技术

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，该作用力可以作用一种新的推进源，这就是激光等离子体推进的基本原理。激光等离子体推进技术由于在推进比冲、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。而对于等离子体产生的动量是激光等离子体推进中首先要解决的问题，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，现在的实际实验中是利用守恒原理来实现。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，但该方法的缺点在于靶本身的宽度影响测量结果，特别是涉及到一些宽度较大的靶，在实验中产生的误差就更大。

由此可见，上述现有的激光等离子体动量测量装置在结构、方法与使用上，仍存在有不足，如何能创设一种结构简单又不受靶本身宽度影响的新的激光等离子体动量测量装置，成为当前业界极需改进的目标。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单的激光等离子体动量测量装置，使其不受靶本身宽度的影响，从而克服现有的激光等离子体动量测量装置的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种激光等离子体动量测量装置，包括光源、单摆、光电二级管和示波器，所述单摆包括靶和设置于靶下方的细丝，所述光源产生探测光束，该探测光束经过所述细丝后射向所述光电二极管，所述光电二极管与所述示波器连接。

作为本实用新型的一种改进，所述光源为氦氖光光源。

进一步改进，所述靶为双线悬挂摆。

采用上述的技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型采用在靶底部固定一细丝来代替靶摆过探测光，并通过观察示波器记录的脉冲信号峰的半高全宽值，简单方便的实现了激光等离子体的动量测量，不仅简单方便，而且可以消除靶的宽度对测量结果的影响，大大提高了测量精度。

附图说明

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。

图1是本实用新型激光等离子体动量测量装置的结构示意图。

具体实施方式

参照附图1所示，本实用新型激光等离子体动量测量装置包括光源101、单摆、光电二级管105和示波器106。

光源101为氦氖光光源，该氦氖光光源产生的激光束作为探测光102。

单摆包括靶103和设置于靶103下方的细丝104，该细丝104随靶103的摆动而摆动。该靶103为与强激光相互作用的烧蚀靶，用双线悬挂起来构成双线单摆，该双线单摆结构可以很好的解决靶103的左右摆动问题。

该探测光102经过细丝104后射向光电二级管105，该光电二级管105将接收到的光信号转化成电信号后传送给示波器106，由示波器106显示时间脉冲信号，记录探测光102摆过细丝104的时间。

本实用新型的测量原理为：当强激光与靶103作用时，产生的等离子体会产生一反作用力，推动烧蚀靶103摆动，烧蚀靶103带动细丝104摆动，当细丝104摆过探测光102时，示波器106上会呈现出相应的时间脉冲信号。该信号的半高全宽定义为细丝104摆过探测光102的时间，将靶103的宽度与该摆动时间相比就是靶103的摆动速度，然后将该靶103的摆动速度与靶103的质量相乘就是靶的动量。根据动量守恒原理，该靶的动量就是激光等离子体产生的动量。

当然，对于本领域的技术人员应该理解，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，其它能够提供该种光束的光源也可使用；另外，所需要测量得到的速度应该是靶在平衡位置的速度，即靶下落到最低点时细丝的速度。

本实用新型采用在靶底部固定一细丝来代替靶摆过探测光，该结构的优点是：可以消除靶的宽度对测量结果的影响，这样无论靶的宽度如何变化，测量结果仅仅由细丝直径尺寸和探测光光斑大小来决定，大大提高了测量的精度。与现有的测量等离子体产生的靶动量装置相比，本实用新型的设计简单、操作方便、数据图像完备准确、测量精度高。

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。