采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置的制造方法
【專利摘要】采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置，涉及毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)的檢測技術(shù)。目的是為了解決現(xiàn)有的檢測方法對極紫外光源的功率要求較高、以及CCD相機(jī)成本高的問題。本實(shí)用新型的LuAG?Ce熒光屏用于接收毛細(xì)管放電極紫外光源發(fā)出的極紫外光，并產(chǎn)生可見光，聚焦透鏡將LuAG?Ce熒光屏產(chǎn)生的可見光聚焦到可見光CCD圖像傳感器上，計(jì)算機(jī)對可見光CCD圖像傳感器得到的光斑圖像進(jìn)行處理，并依據(jù)公式反演推算出等離子體狀態(tài)。該裝置成本低、對光源功率要求也低，結(jié)構(gòu)簡單，適用于對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)的檢測。
【專利說明】
采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)的檢測技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在毛細(xì)管兩端加大電流、快脈沖放電激勵，可使毛細(xì)管內(nèi)充填的介質(zhì)(本項(xiàng)目為氙Xe介質(zhì))，最初沿毛細(xì)管內(nèi)管壁產(chǎn)生電離，形成等離子體殼，受自身磁場作用，產(chǎn)生強(qiáng)大的洛侖茲力，驅(qū)使等離子體殼沿徑向箍縮(稱之為Z箍縮)，運(yùn)動中由于同時會產(chǎn)生歐姆加熱，使等離子體溫度升高，碰撞Xe會產(chǎn)生更高價的Xe離子，最后獲得Xe十價離子，此時通過復(fù)合過程Xe1()+退激發(fā)，便會產(chǎn)生13.5nm極紫外光輸出。
[0003]毛細(xì)管放電中等離子體變化是一個動態(tài)過程，實(shí)際工作中需要對其狀態(tài)，特別是Xe1()+離子產(chǎn)生13.5nm輻射光輸出的動態(tài)特性，仔細(xì)的了解，從而為改善放電條件，以獲得更高功率且穩(wěn)定的13.5nm輻射光輸出。常規(guī)檢測是采用能響應(yīng)極紫外波段CCD相機(jī)動態(tài)測量輻射光斑變化，但極紫外波段CCD相機(jī)價格昴貴，且響應(yīng)面積偏小，同時響應(yīng)靈敏度不高，這樣就要求對光源的光功率有較高要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測方法由于CCD相機(jī)響應(yīng)面積偏小、響應(yīng)靈敏度低，導(dǎo)致對極紫外光源的功率要求較高、以及CCD相機(jī)成本高的問題，提供一種采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置。
[0005]本實(shí)用新型所述的采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置包括LuAG-Ce熒光屏1、聚焦透鏡2、可見光CCD圖像傳感器3和光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)，LuAG-Ce熒光屏I用于接收毛細(xì)管放電極紫外光源發(fā)出的極紫外光，并產(chǎn)生可見光，聚焦透鏡2用于對LuAG-Ce熒光屏I產(chǎn)生的可見光聚焦到可見光CCD圖像傳感器3上，光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)用于安裝LuAG-Ce熒光屏1、聚焦透鏡2和可見光C⑶圖像傳感器3。
[0006]本實(shí)用新型采用光敏熒光屏將毛細(xì)管放電產(chǎn)生的極紫外光(13.5nm)轉(zhuǎn)換成可見光，對此可見光進(jìn)行探測，重構(gòu)出毛細(xì)管中等離子體光斑形狀和相對強(qiáng)度分布等等離子體狀態(tài)。本實(shí)用新型不采用能夠響應(yīng)13.5nm波段的CCD相機(jī)，而是采用成本低廉的可見光CCD就能夠?qū)崿F(xiàn)測量，LuAG-Ce熒光屏I對13.5nm波段的極紫外光非常敏感，因而不需要高功率的極紫外光就能夠?qū)崿F(xiàn)測量。此外，上述裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用范圍廣泛，使用方便。
【附圖說明】

[0007]圖1為本實(shí)用新型所述的采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2為LuAG-Ce焚光屏的響應(yīng)曲線，即可見光光強(qiáng)與入射光子能量間關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線，其中豎線左側(cè)部分的曲線(即a)表示入射光為UVU段，豎線右側(cè)部分的曲線(S卩b)表示入射光為XVU段；
[0009]圖3為圖2中光子能量在O?26eV區(qū)域的放大圖，其中c表示Ce三價離子在4f_5d兩個能級之間的躍迀，e表示LuAG復(fù)合物的激發(fā)態(tài)，g表示LuAG復(fù)合物自由-自由躍迀，h表示電子激發(fā)倍增效應(yīng)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置，包括LuAG-Ce熒光屏I和聚焦透鏡2，LuAG-Ce熒光屏I用于接收毛細(xì)管放電極紫外光源發(fā)出的極紫外光，并產(chǎn)生可見光，聚焦透鏡2用于對LuAG-Ce熒光屏I產(chǎn)生的可見光進(jìn)行聚焦。
[0011]如圖1所示，所述裝置需要配合可見光CCD圖像傳感器3和計(jì)算機(jī)4實(shí)現(xiàn)離子體狀態(tài)檢測。LuAG-Ce熒光屏I將入射的極紫外(13.5nm)光轉(zhuǎn)換成可見光輸出，可見光經(jīng)聚焦透鏡2后聚焦到可見光CCD圖像傳感器3上，計(jì)算機(jī)4對可見光CCD圖像傳感器3得到的光斑圖像進(jìn)行處理，并依據(jù)公式反演推算出等離子體狀態(tài)。原理為:等離子體截面是一個圓斑，該圓斑的不同位置輻射光強(qiáng)有可能是不一樣的，聚焦在CCD上成像后，焦點(diǎn)處的光斑形狀、相對強(qiáng)度分布等都與等離子體狀態(tài)及不同位置的輻射光強(qiáng)相對應(yīng)，因而可以通過計(jì)算機(jī)4對測量得到的光斑形狀和相對強(qiáng)度分布來反演推算出等離子體狀態(tài)。
[0012]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對實(shí)施方式一所述的采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置的進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式中，所述裝置還包括光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)，用于安裝LuAG-Ce熒光屏1、聚焦透鏡2和可見光CCD圖像傳感器3。光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)可采用以下兩種結(jié)構(gòu):
[0013]1、光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)包括一個水平滑道和三個光學(xué)調(diào)整架，三個光學(xué)調(diào)整架的底部均嵌在水平滑道內(nèi)，并能夠沿水平滑道移動，每個光學(xué)調(diào)整架底部的側(cè)面均設(shè)置有鎖緊機(jī)構(gòu)，用于固定光學(xué)調(diào)整架的位置，三個光學(xué)調(diào)整架分別用于安裝LuAG-Ce熒光屏1、聚焦透鏡2和可見光C⑶圖像傳感器3，并能夠調(diào)整LuAG-Ce熒光屏1、聚焦透鏡2和可見光C⑶圖像傳感器3的相對位置，三個光學(xué)調(diào)整架均能夠調(diào)節(jié)高度，位置調(diào)節(jié)完成后用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖死，防止各光學(xué)元件相對位置發(fā)生改變，避免因振動等環(huán)境因素給測量結(jié)果帶來誤差。鎖緊機(jī)構(gòu)可采用螺釘實(shí)現(xiàn)。
[0014]2、光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)采用籠式多軸光學(xué)系統(tǒng)安裝架，籠式多軸光學(xué)系統(tǒng)安裝架是光路調(diào)節(jié)中最靈活的調(diào)整架，不僅能夠在三個方向上隨意改變各光學(xué)元件的相對位置，而且能夠隨意改變光路方向，使檢測過程更加快捷靈活。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置，其特征在于，該裝置包括LuAG-Ce熒光屏(1)、聚焦透鏡(2)、可見光CCD圖像傳感器(3)和光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)，LuAG-Ce熒光屏(I)用于接收毛細(xì)管放電極紫外光源發(fā)出的極紫外光，并產(chǎn)生可見光，聚焦透鏡(2)用于對LuAG-Ce熒光屏(I)產(chǎn)生的可見光聚焦到可見光CCD圖像傳感器(3)上，光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)用于安裝LuAG-Ce熒光屏(1)、聚焦透鏡(2)和可見光C⑶圖像傳感器(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置，其特征在于，光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)包括一個水平滑道和三個光學(xué)調(diào)整架，三個光學(xué)調(diào)整架的底部均嵌在水平滑道內(nèi)，并能夠沿水平滑道移動，每個光學(xué)調(diào)整架底部的側(cè)面均設(shè)置有鎖緊機(jī)構(gòu)，用于固定光學(xué)調(diào)整架的位置，三個光學(xué)調(diào)整架分別用于安裝LuAG-Ce熒光屏(1)、聚焦透鏡(2)和可見光CCD圖像傳感器(3)，并能夠調(diào)整LuAG-Ce熒光屏(I)、聚焦透鏡(2)和可見光CCD圖像傳感器(3)的相對位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用光敏熒光屏實(shí)現(xiàn)對毛細(xì)管放電極紫外光源等離子體狀態(tài)檢測的裝置，其特征在于，所述光學(xué)調(diào)整機(jī)構(gòu)為籠式多軸光學(xué)系統(tǒng)安裝架。
【文檔編號】G01N21/67GK205691506SQ201620534576
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月3日 公開號201620534576.0, CN 201620534576, CN 205691506 U, CN 205691506U, CN-U-205691506, CN201620534576, CN201620534576.0, CN205691506 U, CN205691506U
【發(fā)明人】徐強(qiáng), 趙永蓬, 王騏
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)