一种反馈式激光驱动等离子体光源装置和获取方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种反馈式激光驱动等离子体光源装置和获取方法。所述装置包括：灯室、透镜组件、电动三维可变光阑、探测器和光源输出端；灯室内设置激光维持的等离子体光源，等离子体光源输出的光束经过灯室的出射窗口输出；再经过透镜组件汇聚至电动三维可变光阑的小孔位置，并通过电动三维可变光阑的小孔出射；电动三维可变光阑的出射光束照射在探测器；探测器的反馈信号端与电动三维可变光阑的电控端相连，电动三维可变光阑根据探测器的反馈信号调整光阑的位置和孔径；当光阑的位置和孔径调整结束时，电动三维可变光阑的出射光束从光源输出端射出。本发明专利技术可以提高等离子体光源发光的稳定性和亮度。光的稳定性和亮度。光的稳定性和亮度。

【技术实现步骤摘要】
一种反馈式激光驱动等离子体光源装置和获取方法


[0001]本专利技术涉及光源输出
，尤其涉及一种反馈式激光驱动等离子体光源装置和获取方法。

技术介绍

[0002]尽管目前的等离子体光源已经实了较高亮度和较高的稳定性输出，例如专利US20160057845A1公开了“激光驱动等离子体光源”，该专利技术在传统电激励的氙灯的基础上，使用透镜组对特定波长的激光进行聚焦，使焦点处的激光入射到氙灯的两电极之间，进而维持由电激励预电离的氙等离子体。这种激光维持的方式相比于传统的电激励方式在能量损耗、使用寿命、发光强度等方面都具有较高的优势。由于聚焦后激光的焦斑极小并且能量集中，从而在较小的空间内形成高亮度稳定发光的等离子体。在这个专利技术中提到了将这一高亮度的光耦合到光纤中进行传输，但是对于开放式的输出方式，这一光源的稳定性还有进一步提升的空间。

技术实现思路

[0003]在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0004]鉴于此，本专利技术为了解决上述问题，提出了一种反馈式激光驱动等离子体光源装置和获取方法，提高等离子体光源发光的亮度及其稳定性。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种反馈式激光驱动等离子体光源装置，包括：
[0006]灯室、透镜组件、电动三维可变光阑、探测器和光源输出端；
[0007]所述灯室内设置激光维持的等离子体光源，所述等离子体光源输出的光束经过所述灯室的出射窗口输出；
[0008]所述灯室的出射光束经过所述透镜组件汇聚至所述电动三维可变光阑的小孔位置，并通过所述电动三维可变光阑的小孔出射；
[0009]所述电动三维可变光阑的出射光束照射在所述探测器；
[0010]所述探测器的反馈信号端与所述电动三维可变光阑的电控端相连，所述电动三维可变光阑根据所述探测器的反馈信号调整光阑的位置和孔径；
[0011]当所述光阑的位置和孔径调整结束时，所述电动三维可变光阑的出射光束从所述光源输出端射出。
[0012]可选地，所述激光维持的等离子体光源为激光维持的等离子体氙灯产生的点状光源。
[0013]可选地，所述透镜组件包括第一透镜和第二透镜，所述的第一透镜和第二透镜同轴排列构成的4f成像系统。
[0014]可选地，所述光阑的孔径小于等离子体经过透镜组件所成像的尺寸。
[0015]可选地，所述探测器为功率计或者能量计。
[0016]可选地，所述的装置还包括滤波片或者分光光栅，在所述光源输出端之前设置所述滤波片或者所述分光光栅，以获得对应波长的输出光。
[0017]可选地，所述的装置还包括水冷底座或者TEC(Thermo Electric Cooler半导体制冷器)温控底座，所述灯室放置在所述底座上方。
[0018]第二方面，本专利技术还提供一种反馈式激光驱动等离子体光源获取方法，基于上述的装置实现，包括：
[0019]等离子体光源输出的光束经过灯室的出射窗口输出；
[0020]所述灯室的出射光束经过所述透镜组件汇聚至所述电动三维可变光阑的小孔位置，并通过所述电动三维可变光阑的小孔出射；
[0021]所述电动三维可变光阑的出射光束照射在所述探测器；
[0022]所述电动三维可变光阑根据所述探测器的反馈信号调整光阑的位置和孔径；
[0023]当所述光阑的位置和孔径调整结束时，所述电动三维可变光阑的出射光束从所述光源输出端射出。
[0024]可选地，所述电动三维可变光阑根据所述探测器的反馈信号调整光阑的位置和孔径包括：
[0025]所述探测器根据接收的光信号的强度和稳定性，确定所述电动三维可变光阑的位移信息和孔径信息，并将所述位移信息和所述孔径信息由所述探测器的反馈信号端传输至所述电动三维可变光阑，所述电动三维可变光阑根据所述位移信息和所述孔径信息调整光阑的位置和孔径。
[0026]可选地，所述电动三维可变光阑的出射光束从所述光源输出端射出之前还包括：
[0027]光束通过滤波片或者分光光栅，获得对应波长的输出光。
[0028]本专利技术的反馈式激光驱动等离子体光源装置和获取方法，利用可变光阑接收激光维持等离子体中最稳定、亮度最高部分的光束，同时设置相应的反馈回路以保证光束性能达到最佳，能够获得更高稳定性的光束，尤其可以获得高亮度、高稳定性的宽带白光。相比于现有的等离子体光源在稳定性上提高了近一个数量级。大大满足了例如作为椭偏仪、干涉仪等的标准光源、材料表征、高分辨率测量、光谱成像等不同应用场景内高稳定性光源的需求。同时，发光亮度随着激光能量的增大是一个逐渐趋于稳定的过程，因此维持等离子体所需的激光功率存在一个最佳的值，根据反馈回路收集到的光强信号设置激光的工作点，能够在保证发光亮度的前提下实现最小的功率损耗。
[0029]通过以下结合附图对本专利技术的最佳实施例的详细说明，本专利技术的这些以及其他优点将更加明显。
附图说明
[0030]本专利技术可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本专利技术的优选实施例和解释本专利技术的原理和优点。在附图中：
[0031]图1是示出本专利技术的反馈式激光驱动等离子体光源装置的一个示例性的结构示意图；其中，1为灯室，2为等离子体光源，3为水冷底座或者TEC半导体制冷器温控底座，4为电动三维可变光阑，5为探测器，6为透镜组件；
[0032]图2是示出本专利技术的电动三维可变光阑的一个示例性的结构示意图；
[0033]图3是示出本专利技术的探测器反馈的一个示例的示意图；
[0034]图4是示出本专利技术的反馈式激光驱动等离子体光源获取方法的一个示例性的流程图；
[0035]图5是示出本专利技术的反馈式激光驱动等离子体光源获取方法的一个示例性的流程图。
[0036]本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本专利技术实施例的理解。
具体实施方式
[0037]在下文中将结合附图对本专利技术的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反馈式激光驱动等离子体光源装置，其特征在于，包括：灯室、透镜组件、电动三维可变光阑、探测器和光源输出端；所述灯室内设置激光维持的等离子体光源，所述等离子体光源输出的光束经过所述灯室的出射窗口输出；所述灯室的出射光束经过所述透镜组件汇聚至所述电动三维可变光阑的小孔位置，并通过所述电动三维可变光阑的小孔出射；所述电动三维可变光阑的出射光束照射在所述探测器；所述探测器的反馈信号端与所述电动三维可变光阑的电控端相连，所述电动三维可变光阑根据所述探测器的反馈信号调整光阑的位置和孔径；当所述光阑的位置和孔径调整结束时，所述电动三维可变光阑的出射光束从所述光源输出端射出。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光维持的等离子体光源为激光维持的等离子体氙灯产生的点状光源。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述透镜组件包括第一透镜和第二透镜，所述的第一透镜和第二透镜同轴排列构成的4f成像系统。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光阑的孔径小于等离子体经过所述透镜组件所成像的尺寸。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测器为功率计或者能量计。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括滤波片或者分光光栅，在所述光源输出端之前设置所述滤波片或所述分光光栅，以获得对应波长的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈义，周练，石岩，赵天琦，金尚忠，占春连，王乐，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：