原子束荧光收集装置制造方法及图纸

一种原子束荧光收集装置，在安装板上设激光器、原子加热炉、真空装置，安装板上垂直光轴方向上正向设荧光收集透镜组、反向设置有凹面镜组。荧光收集透镜组为：安装板上垂直光轴方向上正向设荧光镜筒，荧光镜筒内下部设置有L1平凸透镜，L1平凸透镜上端面上方设置有L2平凸透镜，L2平凸透镜上端面上方光出射方向上设置有L3平凸透镜，L3平凸透镜上端面上方设置有L4平凸透镜，L1平凸透镜、L2平凸透镜、L3平凸透镜、L4平凸透镜的镜面上真空交替蒸镀有增透膜。凹面镜组为：安装板上垂直光轴方向上负向设置有凹面镜筒，凹面镜筒内垂直光轴方向光出射方向负向设置有凹面反射镜，凹面反射镜的镜面上真空蒸镀有高反膜。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光学器件
，具体涉及一种用于原子束荧光收集的复杂透镜装置。
技术介绍
目前原子物理实验中关于原子分子谱线的探测大多是在热原子束中进行，主要因为热原子能有效地克服谱线的多普勒展宽和碰撞加宽对探测分辨率的影响，从而提高光谱检测的分辨率。对于光谱探测，首先要对原子或分子发出来的荧光有较高的收集率和信噪比，特 别是对于荧光较弱的谱线，信噪比的提高尤其重要。现有的原子束真空装置发出来的荧光十分微弱以致用肉眼无法观测到，探测出的荧光谱线达不到理想的信噪比，从而影响实验进程。这种原子束真空装置的荧光收集一般采用一个光学成像镜头，将荧光聚集到探测器的感光元件表面。由于感光面积小的探测器电容小，响应速度快，对原子或分子线宽窄的谱线意义非凡，这就要求将荧光聚集到尽可能小的面积内，典型值为lcm2内或更小。要达到高的荧光收集率是很困难的。要尽可能高效收集荧光，需要聚焦镜头对荧光发射点具有大的立体角，镜头离荧光发射区要尽可能近。镜头应该贴近于探测窗口平面。在此条件下，荧光收集存在以下几点困难荧光发射区离镜头很近，要得到缩小的像就需要收集装置的光焦度很大，但通光孔径(玻璃法兰窗口直径)的大小限制了光焦度的增大。荧光发射区域尺寸直径约30_、物距约60mm，通光孔径尺寸为35mm，远不能满足傍轴成像近似条件。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服上述原子束真空装置的缺点，提供一种收集率高、生产成本低的原子束荧光收集装置。解决上述技术问题所采用的技术方案是在安装板上设置有激光器、原子加热炉、真空装置，激光器的激光出射方向与原子加热炉的光出射方向在同一个平面内相互垂直，安装板上垂直光轴方向上正向设置有荧光收集透镜组、反向设置有凹面镜组。本技术的荧光收集透镜组为安装板上垂直光轴方向上正向设置有荧光镜筒，荧光镜筒内下部设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的LI平凸透镜，距离LI平凸透镜上端面上方I 12mm处光出射方向上设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L2平凸透镜，LI平凸透镜和L2平凸透镜凸面的曲率半径为34. Omm 39. 0mm，距离L2平凸透镜上端面上方I IOmm处光出射方向上设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L3平凸透镜，距离L3平凸透镜上端面上方I 3mm处光出射方向上设置有光入射面为平面向下、出射面为凸面向上的L4平凸透镜，L3平凸透镜和L4平凸透镜的凸面曲率半径为22. O 26. Omm ;在LI平凸透镜、L2平凸透镜、L3平凸透镜、L4平凸透镜的镜面上真空交替蒸镀有增透膜。本技术的凹面镜组为安装板上垂直光轴方向上负向设置有凹面镜筒，凹面镜筒内垂直光轴方向光出射方向负向设置有光入射面为凹面向上、出射面为平面向下的凹面反射镜，凹面反射镜凹面的曲率半径为70. O 110mm，凹面反射镜的镜面上真空蒸镀有高反膜。本技术的LI平凸透镜与L2平凸透镜凸面的曲率半径相等，L3平凸透镜与L4平凸透镜的凸面曲率半径相等。本技术的LI平凸透镜、L2平凸透镜、L3平凸透镜、L4平凸透镜的镜面上真空交替蒸镀的增透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀8 12层；凹面反射镜的镜面上真空蒸镀的高反膜为氟化镁和氟化钙，真空交替蒸镀10 18层。本技术采用激光器发出的激光束和原子加热炉喷出的原子束相互垂直交汇在真空装置内并发生相互作用，与激光相互作用后原子形成一个荧光体并产生荧光，一部分荧光从真空装置的上探测窗口射出到荧光收集透镜组，经荧光收集透镜组收集后，形成一个缩小的像于探测器的感光原件表面，另一部分从真空装置的下探测窗口射出到凹面镜组，经凹面镜组反射后，被荧光收集透镜组收集，同样形成一个缩小的像于探测器的感光原件表面。从真空装置的上下两个探测窗口出射的荧光同时都被本技术高效率地收集到探测器的感光原件表面，从而大大提高了光谱探测的信噪比。附图说明；图I是本技术实施例I的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和各实施例对本技术进一步详细说明，但本技术不限于这些实施例。实施例I在图I中，本实施例的原子束荧光收集装置由激光器I、真空装置2、荧光镜筒3、L4平凸透镜4、L3平凸透镜5、L2平凸透镜6、LI平凸透镜7、原子加热炉8、凹面镜筒9、凹面反射镜10、安装板11联接构成。安装板11上用螺纹紧固连接件固定联接有激光器I、真空装置2、原子加热炉8，激光器I、真空装置2、原子加热炉8位于同一个水平面内。激光器I发出的激光和原子加热炉8喷出的原子束交汇在真空装置2内，激光器I的激光出射方向与原子加热炉8喷出的原子束运动方向在同一个平面内且相互垂直，激光器I为本技术提供激光光源。激光与原子束在真空装置2中相互作用后产生的荧光从上、下两荧光探测窗口射出。安装板11上垂直光轴方向上正向用螺纹紧固联接件固定联接安装有荧光镜筒3，荧光镜筒3内下部安装有LI平凸透镜7，LI平凸透镜7的光入射面为凸面向下、光出射面为平面向上，凸面的曲率半径为36. 5mm, LI平凸透镜7的镜面上真空蒸镀有增透膜，透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀10层。距离LI平凸透镜7上端面上方6. 5mm处光出射方向上安装有L2平凸透镜6，L2平凸透镜6的光入射面为凸面向下、出射面为平面向上，凸面的曲率半径为36. 5mm, L2平凸透镜6的镜面上真空蒸镀有增透膜，透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀10层。距离L2平凸透镜6上端面上方5. 5mm处光出射方向上安装有L3平凸透镜5，L3平凸透镜5的光入射面为凸面向下、出射面为平面向上，凸面的曲率半径为20. 0mm，L3平凸透镜8的镜面上真空蒸镀有增透膜，透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀10层。距离L3平凸透镜5上端面上方2mm处光出射方向上安装有L4平凸透镜4，L4平凸透镜4的光入射面为平面向下、出射面为凸面向上，凸面的曲率半径为20. 0mm，L4平凸透镜8的镜面上真空蒸镀有增透膜，透膜为二氧化硅和二氧化锆，真空交替蒸镀10层。荧光镜筒3、L4平凸透镜4、L3平凸透镜5、L2平凸透镜6、LI平凸透镜7构成荧光收集透镜组。在真空装置2的下探测窗口正下方安装板11上用螺纹紧固联接件固定联接安装有凹面镜筒9，凹面镜筒9内垂直光轴负向安装有凹面反射镜10，凹面反射镜10的光入射面为凹面向上、光出射面为平面向下，凹面反射镜10的曲率半径为90. Omm,凹面反射镜10 的镜面上真空蒸镀有高反膜，高反膜为氟化镁和氟化钙，真空交替蒸镀14层。凹面镜筒9与凹面反射镜10构成本实施例的凹面镜组。实施例2本实施例中，在荧光镜筒3内距离LI平凸透镜7上端面上方Imm处光出射方向上安装有L2平凸透镜6，L2平凸透镜6的凸面向下、平面向上，LI平凸透镜6和L2平凸透镜7的凸面曲率半径为34. 0mm，距离L2平凸透镜6上端面上方Imm处光出射方向上荧光镜筒3内安装有L3平凸透镜5，L3平凸透镜5的凸面向下、平面向上，凸面的曲率半径为20. Omm,距离L3平凸透镜5上端面上方Imm处光出射方向上荧光镜筒3内安装有L4平凸透镜4，L4平凸透镜4的凸面向上、平面向下，L3平凸透镜5和L4平凸透镜4的凸面曲率半径为22. 0mm，在LI平凸透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原子束荧光收集装置，在安装板（11）上设置有激光器（1）、原子加热炉（8）、真空装置（2），激光器（1）的激光出射方向与原子加热炉（8）的光出射方向在同一个平面内相互垂直，安装板（11）上垂直光轴方向上正向设置有荧光收集透镜组、反向设置有凹面镜组,其特征在于所述的荧光收集透镜组为：安装板（11）上垂直光轴方向上正向设置有荧光镜筒（3），荧光镜筒（3）内下部设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L1平凸透镜（7），距离L1平凸透镜（7）上端面上方1～12mm处光出射方向上设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L2平凸透镜（6），L1平凸透镜（7）和L2平凸透镜（6）凸面的曲率半径为34.0mm～39.0mm，距离L2平凸透镜（6）上端面上方1～10mm处光出射方向上设置有光入射面为凸面向下、出射面为平面向上的L3平凸透镜（5），距离L3平凸透镜（5）上端面上方1～3mm处光出射方向上设置有光入射面为平面向下、出射面为凸面向上的L4平凸透镜（4），L3平凸透镜（5）和L4平凸透镜（4）的凸面曲率半径为22.0～26.0mm；在L1平凸透镜（7）、L2平凸透镜（6）、L3平凸透镜（5）、L4平凸透镜（4）的镜面上真空交替蒸镀有增透膜；所述的凹面镜组为：安装板（11）上垂直光轴方向上负向设置有凹面镜筒（9），凹面镜筒（9）内垂直光轴方向光出射方向负向设置有光入射面为凹面向上、出射面为平面向下的凹面反射镜（10），凹面反射镜（10）凹面的曲率半径为70.0～110mm，凹面反射镜（10）的镜面上真空蒸镀有高反膜。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，任洁，常宏，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：实用新型
国别省市：