[发明专利]模拟飞秒激光与卷积云相互作用的实验装置及其操控方法

摘要

一种模拟飞秒激光与卷积云相互作用的实验装置，包括飞秒激光器、透镜、低温冷柜、温湿度探测装置、气溶胶发生器、扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪、数码相机、光束收集装置，透镜将飞秒激光脉冲聚焦，入射到超低温高湿度腔室中，飞秒光脉冲在腔室中成丝，从而研究激光丝与模拟的卷积云之间的相互作用，引起腔室内的云滴发生相变,诱导水汽凝结及沉降的过程。本发明精确模拟卷积云的温湿度环境，结构简单，操作安全方便，价格便宜，适用于研究分析富含冰晶的卷积云与激光相互作用产生水凝结及沉降的现象,也适用于分析其他云雾条件与激光的相互作用研究。

主权项

一种模拟飞秒激光与卷积云相互作用的实验装置，特征在于其构成包括：飞秒激光器(1)、透镜(2)、低温冷柜(3)、温湿度探测装置(4)、气溶胶发生器(5)、扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪(6)、光束收集装置(7)、数码相机(17)；所述的低温冷柜(3)具有一个不锈钢立方体空腔内胆，内胆外侧四个面都盘有冷凝管和超厚环保保温材料，内胆上方为温度控制器(8)，内胆下方为压缩机和热交换装置(9)，该内胆内装有高度可调节的样品收集平台(19)；在所述的低温冷柜(3)的一个侧面上设有低温冷柜柜门(18)，该低温冷柜柜门(18)上设有水凝结观察窗口(13)，所述低温冷柜(3)的另二个相对的侧面上分别设有激光入射窗口(10)和激光出射窗口(14)，所述的飞秒激光器(1)输出的激光光束经所述的透镜(2)聚焦后，通过所述的激光入射窗口(10)入射进所述的低温冷柜(3)，在该低温冷柜(3)中形成等离子体通道，即激光光丝，诱导激发水凝结以及沉降，最后通过所述的激光出射窗口(14)出射，并被光束收集装置(7)收集；在所述的低温冷柜(3)的另二个相对的侧面上还设有粒径探测通口(16)、气溶胶进入通口(12)第一温湿度探测通口(11)和第二温湿度探测通口(15)，所述的水凝结观察窗口(13)、激光入射窗口(10)、激光出射窗口(14)均安装石英玻璃密封，所述的第一温湿度探测通口(11)、第二温湿度探测通口(15)均有保温塞子密封；所述的温湿度探测装置(4)的第一温湿度探头(20)通过所述的第一湿度探测通口(11)进入所述的低温冷柜(3)，并固定于所述的样品收集台(19)上激光光丝附近，所述的温湿度探测装置(4)的第二温湿度探头(21)通过所述的第二温湿度探测通孔(15)进入所述的低温冷柜(3)，并固定于所述低温冷柜(3)内胆的边缘；所述的气溶胶发生器(5)通过所述的气溶胶进入通孔(12)对所述的低温冷柜(3)的内胆进行加湿；所述的扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪(6)通过所述的粒径探测通孔(16)对所述的低温冷柜(3)的内部产生颗粒的粒径数据进行探测；所述的数码相机(17)通过所述的水凝结观察窗口(13)，观察内部的水凝结情况。