【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体检测，具体涉及一种用于光声光谱气体检测的长光程光声池。
技术介绍
1、光声光谱微量气体检测技术是以光声效应为基础来实现气体检测的一项高灵敏气体探测技术。光声池作为气体样品的载体和光声效应产生的载体，是光声光谱测量系统的核心部分，所以光声信号的检测灵敏度与光声池性能密不可分。根据比尔-郎伯公式，测量灵敏度取决于气体吸收系数及激光在气体中经历的光程长度，因此，通过设计长光程光声池可以有效提高气体的检测灵敏度。
2、文献号为cn111896475a的中国专利申请《一种用于光声光谱微量气体检测的光路增程式光声池》公开了一种由凹面反射镜和平面反射镜组成的长光程吸收池。在该专利申请中，记载了激光以一定的斜率通过激光入射口射向平面镜，使得激光在平面镜和凹面镜之间形成了多次反射，产生了较长的光程。该专利技术虽然使得激光的发射次数得到提升，但是其结构是由三个反射镜组成，需要辅助镜的参与，在光路的调节过程中对于镜子的固定以及激光的入射角度具有较高的要求，调试难度极大，而且其形成的光斑是无规则的，无法根据实际设计出需要的光斑以及光线的反射次数。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于光声光谱气体检测的长光程光声池。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种用于光声光谱气体检测的长光程光声池，包括池体、凹面反射镜及麦克风；在所述池体内部自左至右依次设有第一光学窗口、第一缓冲腔、圆柱形谐振腔、第二缓冲腔及第二光学窗口；在
4、进一步地，根据所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，对于沿轴线共轴对称设置的凹面反射镜中与凸面反射镜镜面，定义两者的中心点之间的距离为d，两者的焦距均为f，两者的曲率半径均为2f，则两者所构成的光学系统的平衡条件为：0＜d＜4f。
5、进一步地，根据所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，入射光线按照确定的方向向量沿着激光入射孔进入凹面反射镜和凸面反射镜所构成的光学系统中。
6、进一步地，根据所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，根据实际需要的光线在凹面反射镜和凸面反射镜的镜面上形成的反射光斑形状确定入射光线的方向向量。
7、进一步地，根据所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，实际需要的光线在凹面反射镜和凸面反射镜的镜面上形成的反射光斑形状包括椭圆形和圆形。
8、进一步地，根据所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，定义光轴为x轴，凹面反射镜和凸面反射镜所在的平面为yoz面，凹面反射镜的中心点坐标为(0,0,0)，激光入射孔的中心坐标为(0,yk,0)，其中yk为孔中心到zox平面的距离；则有：若实际需要的光线在凹面反射镜和凸面反射镜的镜面上形成的反射光斑形状为椭圆形，则入射光线的方向向量为其中b为设定的椭圆形光斑的短轴。
9、进一步地，根据所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，若实际需要的光线在凹面反射镜和凸面反射镜的镜面上形成的反射光斑形状为圆形，则入射光线的方向向量为
10、与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：
11、(1)本专利技术设计了一种基于凹凸面反射镜组合的光路系统，内置于光声池中，该光路系统仅由两个反射镜组成，在进行光路调节时，操作的难度较低。
12、(2)使用本专利技术光声池时，可以根据实际需要的光斑形状计算出对应的方向向量，入射光线按照计算出的方向向量沿着激光入射孔进入凹面反射镜和凸面反射镜所构成的光学系统，光线在该光学系统中往返形成多次反射后在凹面反射镜和凸面反射镜上形成光斑，从而获得所需的光斑形状和反射次数。
13、(3)该长光程光声池能够在现有光声池的基础上，使准直光束在有限的空间内达到更长的光程，实现更多次的反射，进而实现激光在气体中经历的光程长度的增加。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于光声光谱气体检测的长光程光声池，包括池体、凹面反射镜及麦克风；在池体内部自左至右依次设有第一光学窗口、第一缓冲腔、圆柱形谐振腔、第二缓冲腔及第二光学窗口；在第一缓冲腔顶部的池体上开设有进气口；在第二缓冲腔顶部的池体上开设有出气口；在圆柱形谐振腔中间处顶部的池体上开设有麦克风安装槽；麦克风安装在麦克风安装槽内；凹面反射镜安装在第一光学窗口内，且在凹面反射镜内开设有激光入射孔，其特征在于，该光声池还包括安装在第二光学窗口内的凸面反射镜，且该凸面反射镜与凹面反射镜沿轴线共轴对称设置；入射光线从激光入射孔进入该光声池内，在凹面反射镜和凸面反射镜之间形成多次反射，最后从激光入射孔射出。
2.根据权利要求1所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，对于沿轴线共轴对称设置的凹面反射镜镜面与凸面反射镜镜面，定义两者的中心点之间的距离为d，两者的焦距均为f，两者的曲率半径均为2f，则两者所构成的光学系统的平衡条件为：0＜d＜4f。
3.根据权利要求1或者2所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，入射光线按照确定的方向向量沿着激光入射孔进
4.根据权利要求3所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，根据实际需要的光线在凹面反射镜和凸面反射镜的镜面上形成的反射光斑形状确定入射光线的方向向量。
5.根据权利要求4所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，实际需要的光线在凹面反射镜和凸面反射镜的镜面上形成的反射光斑形状包括椭圆形和圆形。
6.根据权利要求5所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，定义光轴为x轴，凹面反射镜和凸面反射镜所在的平面为yoz面，凹面反射镜的中心点坐标为(0,0,0)，激光入射孔的中心坐标为(0,yk,0)，其中yk为孔中心到zox平面的距离；则有：若实际需要的光线在凹面反射镜和凸面反射镜的镜面上形成的反射光斑形状为椭圆形，则入射光线的方向向量为其中B为设定的椭圆形光斑的短轴。
7.根据权利要求6所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，若实际需要的光线在凹面反射镜和凸面反射镜的镜面上形成的反射光斑形状为圆形，则入射光线的方向向量
...【技术特征摘要】
1.一种用于光声光谱气体检测的长光程光声池，包括池体、凹面反射镜及麦克风；在池体内部自左至右依次设有第一光学窗口、第一缓冲腔、圆柱形谐振腔、第二缓冲腔及第二光学窗口；在第一缓冲腔顶部的池体上开设有进气口；在第二缓冲腔顶部的池体上开设有出气口；在圆柱形谐振腔中间处顶部的池体上开设有麦克风安装槽；麦克风安装在麦克风安装槽内；凹面反射镜安装在第一光学窗口内，且在凹面反射镜内开设有激光入射孔，其特征在于，该光声池还包括安装在第二光学窗口内的凸面反射镜，且该凸面反射镜与凹面反射镜沿轴线共轴对称设置；入射光线从激光入射孔进入该光声池内，在凹面反射镜和凸面反射镜之间形成多次反射，最后从激光入射孔射出。
2.根据权利要求1所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，对于沿轴线共轴对称设置的凹面反射镜镜面与凸面反射镜镜面，定义两者的中心点之间的距离为d，两者的焦距均为f，两者的曲率半径均为2f，则两者所构成的光学系统的平衡条件为：0＜d＜4f。
3.根据权利要求1或者2所述的用于光声光谱气体检测的长光程光声池，其特征在于，入射光线按照确定的方向向量沿着...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。