[发明专利]一种用于等离子体密度分布的检测方法及检测装置

权利要求书

1.一种用于等离子体密度分布的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

控制等离子体发生器制造等离子体区域；

控制激光发射器发射原始激光，原始激光经过第一分束镜的分束形成第一子激光及第二子激光，第二子激光经过等离子体区域后与通过第二分束镜的第一子激光合束生成合成激光；

采集合成激光并生成检测干涉条纹图像；干涉条纹图像中包括由第二子激光与第一子激光的干涉作用产生的干涉条纹，且在第二子激光在等离子体的影响下，该干涉条纹存在变形；

对检测干涉条纹图像进行图像二值化及锐化处理，并获得检测干涉条纹图像的检测二值图；

根据检测二值图生成检测干涉条纹图像的偏移量；

根据偏移量计算出等离子体的折射率；

根据等离子体的折射率计算等离子体的密度；

改变等离子体发生器的方位，重复上述步骤测量等离子体多个方位上的二维密度分布；

根据不同方位上的多个二维密度分布数据计算构建等离子体密度的三维空间分布图像；

所述改变等离子体发生器的方位，包括：

当等离子体区域中的等离子体密度非轴对称分布时，控制等离子体发生器沿轴向旋转，以测量0-360度全方位的干涉条纹图像；

当等离子体区域中的等离子体密度轴对称分布时，不改变等离子体发生器的方位；

当等离子体为喷流型等离子体时，实时改变第二子激光与喷嘴的相对位置。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，

在所述采集合成激光并生成检测干涉条纹图像之前包括如下步骤：

将合成激光通过窄带滤波片进行滤光处理。

3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，

所述根据偏移量计算出等离子体的折射率包括如下步骤：

通过阿贝尔变换根据偏移量获得等离子体的折射率；

根据如下公式计算等离子体的密度：

N_e为等离子体的密度，ε₀为真空介电常数，m_e为电子质量，c为激光在真空中的传播速度，e为电子的电荷量，λ为原始激光的波长，n(r)为等离子体的折射率。

4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，

当所述等离子体发生器喷射的等离子体高度低于第二子激光的光束中心，且所述第二子激光的光束直径大于等离子体区域的宽度时，所述根据检测二值图生成检测干涉条纹图像的偏移量包括如下步骤：

将检测二值图中未发生偏移的条纹与发生偏移的条纹进行比较得到偏移量。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，

在所述控制等离子体发生器制造等离子体区域之前包括如下步骤：

制造无等离子体影响的初始干涉条纹图像；

对初始干涉条纹图像进行图像二值化及锐化处理，并获得初始干涉条纹图像的初始二值图；

所述根据检测二值图生成检测干涉条纹图像的偏移量具体包括如下步骤：

将检测二值图与初始二值图比较生成检测干涉条纹图像的偏移量。