基于自发拉曼散射线成像的光学诊断系统开发  

Development of an optical diagnostic system based on line imaging of spontaneous Raman-scattering light

作　　者：程鹏[1] 李晓冰 王伟东[3] 蒋俊光[3] 池俊成[4] 李国[4] 郭英男[1] 

机构地区：[1]吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022 [2]长春奥普光电技术股份有限公司,长春130031 [3]中国科学院长春应用化学研究所,长春130011 [4]中国人民解放军装甲兵技术学院车辆工程系,长春130052

出　　处：《吉林大学学报（工学版）》2012年第S1期156-160,共5页Journal of Jilin University:Engineering and Technology Edition

基　　金："973"国家重点基础研究发展规划项目(2007CB210004);吉林省科技发展计划项目(20090566)

摘　　要：开发了一套基于激光自发拉曼散射线成像的光学诊断系统。设计了一种具有2级串联光学环腔的激光脉冲展宽外整形光路,将激光能量为400mJ、峰值功率为0.4GW和半高宽为6.5ns的尖脉冲变为120mJ、小于0.02GW、大于35ns的宽低脉冲,有效地避免了气体裂解、光学元件和石英窗口损坏及可燃气体点燃等现象的发生,提高了弱的拉曼散射信噪比。设计的扩束器和缩束器可以将8mm直径的原始激光在10m后的激发区内形成1mm直径的平行激发光源。设计了一套组合消色差透镜组,可以最大限度地将66mm长的散射光束缩小10倍变为6.6mm高的实像,与ICCD的最大纵向高度匹配。使用ICCD内配的DDGTM实现了激光器与ICCD之间的时序同步。通过多通道气体拉曼光谱实验验证了该系统的实用性。该系统可应用在光学发动机中混合气浓度场和温度场的定量测定。开发了一套基于激光自发拉曼散射线成像的光学诊断系统。设计了一种具有2级串联光学环腔的激光脉冲展宽外整形光路,将激光能量为400mJ、峰值功率为0.4GW和半高宽为6.5ns的尖脉冲变为120mJ、小于0.02GW、大于35ns的宽低脉冲,有效地避免了气体裂解、光学元件和石英窗口损坏及可燃气体点燃等现象的发生,提高了弱的拉曼散射信噪比。设计的扩束器和缩束器可以将8mm直径的原始激光在10m后的激发区内形成1mm直径的平行激发光源。设计了一套组合消色差透镜组,可以最大限度地将66mm长的散射光束缩小10倍变为6.6mm高的实像,与ICCD的最大纵向高度匹配。使用ICCD内配的DDGTM实现了激光器与ICCD之间的时序同步。通过多通道气体拉曼光谱实验验证了该系统的实用性。该系统可应用在光学发动机中混合气浓度场和温度场的定量测定。

关 键 词：光学诊断 自发拉曼散射 线成像 激光脉冲整形 气体 

分 类 号：T-55[一般工业技术]