一种分光比例稳定的YAG光路系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种分光比例稳定的YAG光路系统，包括YAG激光器、四分之一波片、分光镜、反射镜、限光孔和转台反射系统；所述反射镜包括第一反射镜和第二反射镜；所述限光孔包括第一限光孔和第二限光孔；所述转台反射系统包括多个反射镜，用于对光路进行指向调整；所述四分之一波片1设置在YAG激光器末端；所述YAG激光器发射的激光依次经过四分之一波片、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第一限光孔、第二限光孔和转台反射系统。本实用新型专利技术实现YAG激光器的精准逐发能量监控，并实现出射光束360

【技术实现步骤摘要】
一种分光比例稳定的YAG光路系统


[0001]本技术涉及YAG激光器领域，尤其涉及一种分光比例稳定的YAG光路系统。

技术介绍

[0002]高海拔宇宙线观测站（LHAASO）是以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施，其核心科学目标是研究银河系内外宇宙线的起源、加速和传播机制，黑洞、中子星等致密天体高能物理过程，暗物质粒子的寻找及新物理的发现。广角切伦科夫望远镜阵列（WFCTA）是其四种主要探测器之一，主要物理目标是通过阶段性阵列布局，多参数、分能段精确测量30 TeV
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1 EeV的宇宙线单成份能谱。其测量宇宙线能谱主要是对探测到的光子数进行计算得到，因此需要对望远镜接收到的光子数进行绝对标定。在对LHAASO
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WFCTA绝对定标和大气监测过程中，激光束稳定性、激光转动精度、慢控系统、望远镜等多个因素综合影响标定结果。激光器则是为标定提供光源，其能量稳定性、指向性等直接决定了标定的好坏。
[0003]YAG激光器是以钇铝石榴石晶体为基质的一种固体激光器，一般由激光棒、泵浦灯、聚光器和谐振腔组成。以YAG激光器作为标定光子数的光源，若不进行处理直接使用的话，其激光能量分辨率（能量分辨率为Sigma/Mean）过大，将无法满足使用要求。同时，激光器作为实验用精密仪器，使用时对环境要求苛刻，6个月一次的维护保养也是长时间稳定工作的基本要求。其运行必须要求温度恒定、湿度恒定且较小。而当环境温度的变化达到25℃时，会造成激光能量的剧烈变动，而YAG激光器能量变动接近100%，将无法满足实验标定的需求，并且较大的温差将严重降低激光器的使用寿命与性能指标。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种分光比例稳定的YAG光路系统。
[0005]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]一种分光比例稳定的YAG光路系统，包括YAG激光器、四分之一波片、分光镜、反射镜、限光孔和转台反射系统；所述反射镜包括第一反射镜和第二反射镜；所述限光孔包括第一限光孔和第二限光孔；所述转台反射系统包括多个反射镜，用于对光路进行指向调整；所述四分之一波片设置在YAG激光器末端；所述YAG激光器发射的激光依次经过四分之一波片、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第一限光孔、第二限光孔和转台反射系统。
[0007]进一步的，所述YAG激光器、四分之一波片、分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第一限光孔和第二限光孔均置于温控箱内。
[0008]进一步的，所述温控箱下依次垫有保温层和亚克力板，工作时，箱内温度设置为23℃。
[0009]进一步的，所述分光镜为50%的分光镜，经过分光镜的光束，以反射光作为参考光束，以透射光作为标定光束射入第一反射镜。
[0010]进一步的，所述转台反射系统包括第一转台反射镜、第二转台反射镜、第三转台反射镜、第四转台反射镜和第五转台反射镜，由第一反射镜和第二反射镜引导的光束在经过第一限光孔和第二限光孔调节后，依次通过第一转台反射镜、第二转台反射镜、第三转台反射镜、第四转台反射镜和第五转台反射镜。
[0011]进一步的，所述转台反射系统设置于从下至上依次为升降台、水平旋转台和俯仰旋转台组成的激光转台上；所述第一转台反射镜固定于升降台底端，所述第二转台反射镜和第三转台反射镜固定于升降台的台面处，通过第二转台反射镜和第三转台反射镜引导激光与水平转轴进行耦合；所述第三转台反射镜处于水平旋转台的中心轴上，所述第四转台反射镜设置于水平旋转台中心处；所述第五转台反射镜设置于俯仰旋转台上，第四转台反射镜和第五转台反射镜引导激光与俯仰转轴进行耦合，最终的激光从第五转台反射镜射出。
[0012]进一步的，所述第一转台反射镜、第二转台反射镜和第三转台反射镜是保持固定不动的；所述第四转台反射镜（随着水平旋转台做360度方位角转动；所述第五转台反射镜随着俯仰旋转台做180度俯仰转动。
[0013]进一步的，所述第一限光孔和第二限光孔均为限光光阑，用于将激光恢复到原有光线位置。
[0014]进一步的，还包括能量计，所述能量计用于测量分光镜反射的参考光束以及第五转台反射镜射出的光束能量。
[0015]本技术的有益效果：本技术降低了光路距离对技术指标的影响，将分光镜放置在光路的末端位置提高了ratio值的稳定性；通过温控箱内以给激光器提供一个稳定的工作环境，保证激光器射出激光的稳定性，提高了设备的使用寿命；整个光路设计实现YAG激光器的精准逐发能量监控，并实现出射光束360
°
方位角，90
°
俯仰角全天区扫描。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0017]图1是本技术的系统原理图。
[0018]图2是 ratio分钟均值随时间变化的实验测试结果图。
[0019]图3是 24日晚半小时均值模拟实际情况测试结果图。
[0020]图4是25日晚半小时均值模拟实际情况测试结果图。
[0021]附图标记说明：1
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四分之一波片；2
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分光镜；3
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第一反射镜；4
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第二反射镜；5
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第一限光孔；6
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第二限光孔；7
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第一转台反射镜；8
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第二转台反射镜；9
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第三转台反射镜；10
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第四转台反射镜；11
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第五转台反射镜。
具体实施方式
[0022]应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]本实施例中，YAG激光器内含精密光学件，需要防震和控温，而激光转台空间有限，且连接激光头与水冷系统的导管较重，容易拖拽激光头，因此本方案重新设计了YAG激光光路。将激光器固定于光学平台，YAG的激光脉冲通过反射镜引导光路在转台上前进并随转台转动。如图1所示，一种分光比例稳定的YAG光路系统，包括YAG激光器、四分之一波片1、分光镜2、反射镜、限光孔和转台反射系统；反射镜包括第一反射镜3和第二反射镜4；限光孔包括第一限光孔5和第二限光孔6；所述四分之一波片设置在YAG激光器末端，使线偏振光转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分光比例稳定的YAG光路系统，其特征在于，包括YAG激光器、四分之一波片（1）、分光镜（2）、反射镜、限光孔和转台反射系统；所述反射镜包括第一反射镜（3）和第二反射镜（4）；所述限光孔包括第一限光孔（5）和第二限光孔（6）；所述转台反射系统包括多个反射镜，用于对光路进行指向调整；所述四分之一波片（1）设置在YAG激光器末端；所述YAG激光器发射的激光依次经过四分之一波片（1）、分光镜（2）、第一反射镜（3）、第二反射镜（4）、第一限光孔（5）、第二限光孔（6）和转台反射系统。2.根据权利要求1所述的一种分光比例稳定的YAG光路系统，其特征在于，所述YAG激光器、四分之一波片（1）、分光镜（2）、第一反射镜（3）、第二反射镜（4）、第一限光孔（5）和第二限光孔（6）均置于温控箱内。3.根据权利要求2所述的一种分光比例稳定的YAG光路系统，其特征在于，所述温控箱下依次垫有保温层和亚克力板，工作时，箱内温度设置为23℃。4.根据权利要求1所述的一种分光比例稳定的YAG光路系统，其特征在于，所述分光镜（2）为50%的分光镜，经过分光镜（2）的光束，以反射光作为参考光束，以透射光作为标定光束射入第一反射镜（3）。5.根据权利要求1所述的一种分光比例稳定的YAG光路系统，其特征在于，所述转台反射系统包括第一转台反射镜（7）、第二转台反射镜（8）、第三转台反射镜（9）、第四转台反射镜（10）和第五转台反射镜（11）；由第一反射镜（3）和第二反射镜（4）引导的光束在经过第一限光孔（5）和第二限光孔（6）调节后，依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，王阳，夏君集，祝凤荣，李新，郑应，王润娜，孙秦宁，刘虎，刘四明，辛玉良，郭晓磊，谢宁，张勇，张寿山，贾焕玉，李秀梅，何钰，耿利斯，母雪玲，王辉，毕白洋，姜文印，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：