一种太赫兹波多普勒干涉测量仪制造技术

本实用新型专利技术涉及测试领域，尤其是涉及一种太赫兹波多普勒干涉测量仪。本实用新型专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种太赫兹波多普勒干涉测速仪，通过THz波光源装置、THz波分束器、参考光调节装置以及数据处理装置进行，通过其配合完成信号的记录。本实用新型专利技术包括THz波光源装置、THz波分束器、参考光调节装置、目标探测装置以及数据采集装置，通过THz波光源装置、THz波分束器、参考光调节装置，将目标靶移动后的信号光与参考光进行干涉处理后，在通过数据处理装置的THz滤波器进行滤波，并将滤波后的干涉信号通过数据处理装置的THz波探测器探测；然后通过数据处理装置的示波器记录THz波探测器输出的信号。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及测试领域，尤其是涉及一种太赫兹波多普勒干涉测量仪。
技术介绍
炮弹在膛内的速度、加速度以及弹底压力是火炮及炮弹发射系统设计的关键参数，对于发展内弹道理论、研究新型火炮和轻武器以及对武器进行校验等具有重要的意义。确定弹丸在膛内连续运动时弹道参数的主要实验技术有微波干涉测量技术和激光干涉测速技术。微波干涉技术受限于微波本身的波长(厘米级或毫米级)，当被测弹丸的速度较小时，如弹丸在挤进段的运动，由于弹丸的速度较低，运动距离较小，微波干涉测量结果的不确定度相对较大。激光干涉测量技术是以激光为信息载体的测量系统，能以较高的速度分辨率连续测量炮弹从起飞到出炮口的速度历程，进而得到位移、加速度及弹底压力，为火炮和炮弹发射系统的设计与检测提供重要的实验参数，具有广泛的应用前景。但是激光干涉测量技术易受炮管内烟尘的影响，往往会在弹丸运动中段由于烟尘遮挡而丢失位移信息。而且该技术采用红外(1550nm)激光或者可见光作为光源，干涉信号的频率较高(例如速度2km/s的干涉信号需要示波器带宽≥2.6GHz)，对示波器带宽及采样率具有很高的要求。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种太赫兹波多普勒干涉测量仪，通过THz波光源装置、THz波分束器、参考光调节装置，将目标靶移动后的信号光与参考光进行干涉处理后，在通过数据处理装置的THz滤波器进行滤波，并将滤波后的干涉信号通过数据处理装置的THz波探测器探测；然后通过数据处理装置的示波器记录THz波探测器输出信号。本技术采用的技术方案是这样的：一种太赫兹波多普勒干涉测量仪包括：THz波光源装置，用于产生太赫兹光；THz波分束器，用于将太赫兹光反射为参考光，同时透射为信号光；并将参考光调节装置调节并反射的参考光与目标探测装置调节并反射的信号进行合成，形成干涉信号；参考光调节装置，用于对THz波分束器产生的参考光进行全反射处理；目标探测装置，用于通过移动的目标靶反射处理后信号光；数据采集装置，包括THz滤波器、THz波探测器、示波器；用于通过THz滤波器对THz波分束器处理后的干涉信号进行滤波，并将滤波后的干涉信号通过THz波探测器探测；然后通过示波器记录THz波探测器输出的信号。进一步的，所述THz波光源装置包括用于发射连续太赫兹波的THz波发生器以及防止太赫兹波反射或后向散射光返回的隔离器；所述隔离器至于THz波产生器及THz分束器之间。进一步的，所述参考光调节装置包括：THz全反射镜，用于将THz分束器反射出作为参考光的太赫兹波反射；THz可调衰减器，用于将THz全反射镜反射回的太赫兹波通过THz分束器进入THz探测器。进一步的，所述目标探测装置包括THz扩束器、Thz偏振器以及THz波准直及收集器；THz扩束器，用于将THz波分束器投射后的信号光进行扩束，以及对THz波准直及收集器返回的信号光进行缩束并收集；THz偏振器，用于将THz扩束器扩束后的信号光进行偏振态调节；以及将THz波准直及收集器反射回的信号光进传递给THz扩束器；THz波准直及收集器，用于对THz扩束器处理后的信号光进行准直调节，以及对目标靶返回的信号光进行收集。进一步的，所述数据处理装置还包括；用于减少杂散光干扰干涉信号的THz波汇聚透镜；所述THz波产生器还包括用于对太赫兹波光束进行准直，减小光束发散角的准直透镜，所述准直透镜放置于THz波产生器与隔离器之间。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：本技术通过THz波光源装置、THz波分束器、参考光调节装置、目标探测装置以及数据处理装置，用于通过THz滤波器对THz波分束器处理后的干涉信号进行滤波，并将滤波后的干涉信号通过THz波探测器探测；然后通过示波器记录THz波探测器输出的信号，所采用的光源为太赫兹波，这是一种频率处在0.1THz-30THz(1THz＝1×1012Hz，对应波长为300μm)范围内的电磁波。相对于微波，本装置采用的太赫兹波波长较短，因此具有位移分辨率高的优点，而且由于太赫兹波波长一般比烟尘颗粒要大，因此对烟尘具有较好的穿透性。另外，干涉条纹频率较低，可有效降低所需探头及示波器的带宽。附图说明图1是本装置结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。工作原理：太赫兹源产生器发射的连续太赫兹辐射首先经准直透镜进行准直，主要目的是减小光束发散角，改善其方向性。准直后的太赫兹波接着经过一个隔离器，主要目的是为了防止光路中反射或后向散射光返回进太赫兹光源，对其功率或频率等进行干扰，从而影响测量结果。然后由一块THz分束镜将太赫兹波分为两束，其中反射的一束作为参考光，透射的一束作为信号光。参考光垂直入射到THz全反射镜上进行反射，并经THz分束镜透射后入射到太赫兹波探测器上。在THz全反射镜和THz分束镜之间加了一个可调衰减器，目的是根据实际情况平衡信号光和参考光的功率，以尽量减少由于干涉的两束光光强不同造成的干涉条纹对比度下降。信号光在从干涉测量仪(本专利技术)出射前要先进行准直，这可通过THz波扩束器(两块透镜)组合来实现，THz波扩束器中的两个透镜具体参数要根据测量目标的距离来确定。另外，为保持太赫兹波的偏振态，需要在干涉测量仪(本专利技术)出射口加一块THz起偏器。最后，在目标靶前，还需要一个THz波准直及收集器(两个透镜组合)来实现太赫兹波的聚焦和收集反射回的太赫兹波。另外，为使合束后的干涉信号更好得被探测器记录，在THz分束器和THz探测器之间加了一块THz汇聚透镜，为减少杂散光对测量结果的影响，并在探测器前加了一个太赫兹滤波器。从THz探测器输出的与干涉信号对应的电压值变化由示波器显示并记录。一、太赫兹波干涉测量仪的具体包括：太赫兹波光源，准直透镜，隔离器，THz分束器，THz可调衰减器，THz全反射镜，THz波扩束器，THz波偏振器，THz波准直器与收集器，目标靶，THz波探测器，示波器，计算机。结构示意图如图1所示。THz波光源：发射出某一频率的连续太赫兹波。准直透镜：对太赫兹波光束进行准直，减小光束发散角，改善其方向性。隔离器：防止光路中太赫兹波的反射或后向散射光返回进太赫兹光源，对其功率或频率等进行干扰，从而影响测量结果。THz分束器：将THz波分为两束，其中反射的一束作为参考光，透射的一束作为信号光。THz全反射镜：用于将作为参考光的太赫兹波反射进入THz波探测器。THz可调衰减器：对透过其的太赫兹波参考光的功率进行调节。THz波扩束器：将作为信号光的THz波进行扩束。THz波偏振器：用于保持太赫兹波的偏振态。THz波准直与收集器：用于对信号光从干涉仪出射前的准直，以及从目标靶返回的信号光的收集。THz波探测器：用于探测THz波的光强。示波器：记录THz波探测器输出的信号。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太赫兹波多普勒干涉测量仪，其特征在于包括：THz波光源装置，用于产生太赫兹光；THz波分束器，用于将太赫兹光反射为参考光，同时透射为信号光；并将参考光调节装置调节并反射的参考光与目标探测装置调节并反射的信号进行合成，形成干涉信号；参考光调节装置，用于对THz波分束器产生的参考光进行全反射处理；目标探测装置，用于通过移动的目标靶反射处理后信号光；数据采集装置，包括THz滤波器、THz波探测器、示波器；用于通过THz滤波器对THz波分束器处理后的干涉信号进行滤波，并将滤波后的干涉信号通过THz波探测器探测；然后通过示波器记录THz波探测器输出的信号。

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹波多普勒干涉测量仪，其特征在于包括：THz波光源装置，用于产生太赫兹光；THz波分束器，用于将太赫兹光反射为参考光，同时透射为信号光；并将参考光调节装置调节并反射的参考光与目标探测装置调节并反射的信号进行合成，形成干涉信号；参考光调节装置，用于对THz波分束器产生的参考光进行全反射处理；目标探测装置，用于通过移动的目标靶反射处理后信号光；数据采集装置，包括THz滤波器、THz波探测器、示波器；用于通过THz滤波器对THz波分束器处理后的干涉信号进行滤波，并将滤波后的干涉信号通过THz波探测器探测；然后通过示波器记录THz波探测器输出的信号。2.根据权利要求1所述的一种太赫兹波多普勒干涉测量仪，其特征在于所述THz波光源装置包括用于发射连续太赫兹波的THz波发生器以及防止太赫兹波反射或后向散射光返回的隔离器；所述隔离器至于THz波产生器及THz分束器之间。3.根据权利要求1所述的一种太赫兹波多普勒干涉测量仪，其特征在于所述参考光调节装置包括：THz全反...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘乔，翟召辉，朱礼国，王德田，孟坤，钟森城，李江，杜良辉，周平伟，彭其先，李泽仁，赵剑衡，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51