一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置，包括机械外壳，所述机械外壳的内部设置有产生涡旋光束的光处理机构、用于改变涡旋光束路径和数量的分光装置和用于检测呼吸气体的检测装置。本发明专利技术所述的一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置，利用干涉光路高精度的特点，通过微小病毒分子影响相干光束，其干涉条纹会发生明显变化这一性质，检测出空气中非正常气体的存在状态，从而达到检测的效果，而且利用光学原理检测，响应时间快，检测的精度高，检测成本比较低，能大规模生产，还具有无机械运动部件、系统结构简单、灵敏度极高、易于集成、对人体无伤害、一致性高、系统稳定、功能易于拓展的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置
本专利技术涉及光学
，特别涉及一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置。
技术介绍
光场调控技术是近些年发展起来的新兴技术，尤其针对矢量光场的调控技术更是尤为突出。通过光场调控技术证明了光不仅具有自旋角动量，同时也具有轨道角动量。利用光场的自旋角动量科研人员在原子磁强计、原子陀螺仪等领域有着广泛的应用。自1989年，涡旋光被首次提出后，很快被人们系统的研究，迅速发展成了现代光学研究中的一个重要的分支。因其光学角动量和动力学行为，使其得到广泛的应用。首先，光旋涡被应用到光学操控技术，于此具有无接触、无损伤、可靠性高、体积小等特点。在先技术中，存在一种呼吸气体分析仪装置，参见中国专利技术专“一种基于双波长背景气体扣除法的呼吸分析仪”，专利申请号：201910422765.7。以及一种呼出气体检测系统，参见中国专利技术专利“基于气体传感器的呼出气检测系统”，专利申请号：201910410089.1。在先技术具有一定特点，但是，此类在先技术存在本质不足，1)检测装置体积庞大，作为大型检测仪器，需要将样品采样，在实验室中进行分析才能得到输出结果，无法随身佩戴。2)基于特性的气体传感器，系统精度及灵敏度受传感器限制，而最核心的是传感器受进口技术限制，无法大批量应用，3)基于电化学原理的传感技术，响应时间慢，精度不高，综上，无法满足人们的使用要求，为此，我们提出一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置，可以有效解决
技术介绍
中的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置，包括机械外壳，所述机械外壳的内部设置有产生涡旋光束的光处理机构、用于改变涡旋光束路径和数量的分光装置和用于检测呼吸气体的检测装置；所述光处理机构包括紫外光源、用于处理光线的发射光路和用于产生涡旋光束的光场重构系统，所述光场重构系统包括一号透镜、二号透镜和可调光阑，所述一号透镜和二号透镜的焦距相同，所述可调光阑位于一号透镜和二号透镜的焦点处。优选的，所述发射光路包括光束整形器和相位调控元件，所述光束整形器采用平凸透镜、平凹透镜和双凸透镜中的一种。优选的，所述分光装置包括一号反射镜、分光镜、二号反射镜和三号反射镜；所述一号反射镜：用于将光场重构系统构建的涡旋光束反射到分光镜中；所述分光镜：将光场重构系统构建的涡旋光束分成两组方向不同的涡旋光束；所述二号反射镜和三号反射镜：用于改变分光镜分离后的两组涡旋光束的运动方向。优选的，所述一号反射镜、二号反射镜和三号反射镜采用镀银反射镜、镀铝反射镜中的一种，所述分光镜采用分光片、分光棱镜中的一种。优选的，所述检测装置包括收集组件、光电探测器和反射元件，所述光电探测器采用面阵探测器、光电二极管中的一种；所述收集组件；用于收集有害的病毒分子和收集有效呼吸气体；所述光电探测器：用于检测呼吸气体中病毒分子的存在状态；所述反射元件：用于反射涡旋光束。优选的，所述收集组件包括用于收集有效呼吸气体的有效气体收集部件和用于收集有害的病毒分子的收集装置，所述收集装置的外表面设置有一号通气管和二号通气管，所述一号通气管和二号通气管远离收集装置的一端分别位于分光后两组涡旋光束的运动路径上。优选的，所述反射元件远离二号反射镜位置设置有密封结构，所述机械外壳的内表面远离反射元件位置固定安装有一级过滤装置，所述机械外壳的内部设置有供电电源。与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置，具有如下有益效果：1、本专利技术利用干涉光路高精度的特点，不需要分析具体的带检测气体成分，通过微小病毒分子影响相干光束，其干涉条纹会发生明显变化这一性质，即可检测出空气中非正常气体的存在状态，从而达到检测的效果，整个呼吸气体检测处理装置体积小，可以随身佩戴；2、本专利技术利用光学原理检测，检测时无需特性的气体传感器，成本比较低，能够大规模生产，而且采用光学手段检测，响应时间快，检测的精度比较高，还具有无机械运动部件、系统结构简单、灵敏度极高、易于集成、对人体无伤害、一致性高、系统稳定、功能易于拓展的特点，而且整个基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置的操作方便，使用效果较好，较为实用。该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。附图说明图1为本专利技术一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置的整体结构示意图；图2为本专利技术一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置中光学手段的结构图；图3为本专利技术一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置中相位调控元件的相位分布图。图中：1、紫外光源；2、光束整形器；3、相位调控元件；4、光场重构系统；401、一号透镜；402、二号透镜；403、可调光阑；5、一号反射镜；6、分光镜；7、二号反射镜；8、收集装置；9、供电电源；10、三号反射镜；11、一号通气管；12、二号通气管；13、有效气体收集部件；14、光电探测器；15、反射元件；16、密封结构；17、一级过滤装置；18、机械外壳。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置，如图1-3所示，包括机械外壳18，机械外壳18的内部设置有产生涡旋光束的光处理机构、用于改变涡旋光束路径和数量的分光装置和用于检测呼吸气体的检测装置；光处理机构包括紫外光源1、用于处理光线的发射光路和用于产生涡旋光束的光场重构系统4，光场重构系统4包括一号透镜401、二号透镜402和可调光阑403，一号透镜401和二号透镜402的焦距相同，可调光阑403位于一号透镜401和二号透镜402的焦点处，可调光阑403有滤光作用。紫外光源1为DFB型、vecsel型、紫外发光二极管中的一种。发射光路包括光束整形器2和相位调控元件3，光束整形器2采用平凸透镜、平凹透镜和双凸透镜中的一种，相位调控元件3为具有图3相位结构的DOE元件。分光装置包括一号反射镜5、分光镜6、二号反射镜7和三号反射镜10；一号反射镜5：用于将光场重构系统4构建的涡旋光束反射到分光镜6中；分光镜6：将光场重构系统4构建的涡旋光束分成两组方向不同的涡旋光束；二号反射镜7和三号反射镜10：用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置，其特征在于；包括机械外壳(18)，所述机械外壳(18)的内部设置有产生涡旋光束的光处理机构、用于改变涡旋光束路径和数量的分光装置和用于检测呼吸气体的检测装置；/n所述光处理机构包括紫外光源(1)、用于处理光线的发射光路和用于产生涡旋光束的光场重构系统(4)，所述光场重构系统(4)包括一号透镜(401)、二号透镜(402)和可调光阑(403)，所述一号透镜(401)和二号透镜(402)的焦距相同，所述可调光阑(403)位于一号透镜(401)和二号透镜(402)的焦点处。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置，其特征在于；包括机械外壳(18)，所述机械外壳(18)的内部设置有产生涡旋光束的光处理机构、用于改变涡旋光束路径和数量的分光装置和用于检测呼吸气体的检测装置；
所述光处理机构包括紫外光源(1)、用于处理光线的发射光路和用于产生涡旋光束的光场重构系统(4)，所述光场重构系统(4)包括一号透镜(401)、二号透镜(402)和可调光阑(403)，所述一号透镜(401)和二号透镜(402)的焦距相同，所述可调光阑(403)位于一号透镜(401)和二号透镜(402)的焦点处。


2.根据权利要求1所述的一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置，其特征在于：所述发射光路包括光束整形器(2)和相位调控元件(3)，所述光束整形器(2)采用平凸透镜、平凹透镜和双凸透镜中的一种。


3.根据权利要求2所述的一种基于涡旋干涉场的新型呼吸气体检测处理装置，其特征在于：所述分光装置包括一号反射镜(5)、分光镜(6)、二号反射镜(7)和三号反射镜(10)；
所述一号反射镜(5)：用于将光场重构系统(4)构建的涡旋光束反射到分光镜(6)中；
所述分光镜(6)：将光场重构系统(4)构建的涡旋光束分成两组方向不同的涡旋光束；
所述二号反射镜(7)和三号反射镜(10)：用于改变分光镜(6)分离后的两组涡旋光束的运动方向。


4.根据权利要求3所述的一种基于涡旋干涉...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，
申请(专利权)人：苏州远正科学仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32