本發(fā)明涉及EAST托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，具體涉及一種用于對邊界湯姆遜散射診斷系統(tǒng)信號光路定位的裝置。

背景技術(shù)：

激光湯姆遜散射診斷系統(tǒng)是EAST托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置的重要診斷之一。激光湯姆遜散射診斷是利用高能脈沖激光穿越等離子體的內(nèi)部，通過測量電子在激光作用下產(chǎn)生的二次輻射譜(即湯姆遜散射光譜)來獲得等離子體電子的溫度與密度，其中譜的形狀與強(qiáng)度分別與電子的溫度與密度有關(guān)，經(jīng)過標(biāo)定的譜的形狀與強(qiáng)度可分別計(jì)算出電子的溫度與密度。對于EAST實(shí)驗(yàn)裝置，為獲得高時(shí)空分辨率邊界等離子體電子的溫度與密度分布，面向邊界等離子體物理研究的需求，EAST湯姆遜診斷組需要搭建邊界湯姆遜診斷系統(tǒng)。邊界湯姆遜散射診斷系統(tǒng)用來測量邊界等離子體電子的溫度與密度，其信號光路傳輸在EAST裝置真空室內(nèi)部的邊緣，圖1顯示了邊界診斷光束的傳輸路徑，光束從M窗入射，終止于J窗口壁面的激光吸食器上，激光傳輸光路不是直線傳輸，在O點(diǎn)(既邊界湯姆遜散射診斷的通光窗口)處需要形成拐彎，其中OO＇一段為信號光路，湯姆遜散射信號將沿著這條光路產(chǎn)生，O點(diǎn)處的通光管道比較小(直徑只有90mm)、也比較特殊，是一個(gè)錐角結(jié)構(gòu)，使得信號光路的搭建與調(diào)節(jié)比較困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對EAST邊界湯姆遜散射診斷系統(tǒng)傳輸在真空室內(nèi)部光路位置的特殊性與激光傳輸通道空間小的局限性，發(fā)明了一種能夠?qū)AST邊界湯姆遜散射診斷系統(tǒng)傳輸在真空室內(nèi)部的信號光路進(jìn)行定位的裝置。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于對邊界湯姆遜散射診斷系統(tǒng)信號光路定位的裝置，其特征在于：包括有通光管道、光學(xué)鏡架、高反射鏡，通光管道的光束入口設(shè)有一面垂直放置的半透半反鏡，通光管道的另一端設(shè)有螺紋孔平板，光學(xué)鏡架包括有平板部分、拐角部分與鏡框部分，光學(xué)鏡架的平板部分平行的安裝于通關(guān)管道的螺紋孔平板上；所述平板部分是一個(gè)平板，拐角部分是一個(gè)長連接板，拐角部分與平板部分相連且位于同一平面上，拐角部分與平板部分在同一平面上形成一定的角度，所述的鏡框部分包括有一個(gè)圓環(huán)，圓環(huán)通過固定板與拐角部分的長連接板另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，鏡框部分所在的平面垂直于平板部分與拐彎部分所在的平面、且與平板部分所在平面的中垂面具有一定的夾角，所述高反射鏡安裝于光學(xué)鏡架的鏡框部分的圓環(huán)內(nèi)；入射光束入射在半透半反鏡上，調(diào)節(jié)入射光束使反射光束與入射光束重合，從而入射光束與通光管道平行并沿著通光管道傳輸，再經(jīng)高反射鏡反射出去。

所述的一種用于對邊界湯姆遜散射診斷系統(tǒng)信號光路定位的裝置，其特征在于：所述光學(xué)鏡架能使安裝在其上的高反射鏡扭轉(zhuǎn)一定的角度。

所述的一種用于對邊界湯姆遜散射診斷系統(tǒng)信號光路定位的裝置，其特征在于：所述光學(xué)鏡架平板部分上設(shè)有多排腰孔，用于光學(xué)鏡架的安裝與調(diào)節(jié)。

所述的一種用于對邊界湯姆遜散射診斷系統(tǒng)信號光路定位的裝置，其特征在于：所述光學(xué)鏡架的圓環(huán)側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)用于固定高反射鏡的螺紋孔。

本發(fā)明的理論依據(jù)是：

根據(jù)邊界診斷通光窗口的特征與平行光束傳輸進(jìn)真空室時(shí)的拐角，設(shè)計(jì)一個(gè)具有特殊幾何結(jié)構(gòu)的光學(xué)鏡架，此鏡架能使安裝在其上的高反射鏡旋轉(zhuǎn)一定的角度，如若平行光束入射到高反射鏡上將被反射到指點(diǎn)的位置，此外，利用光路標(biāo)定的方法調(diào)節(jié)入射光線的平行性。

光學(xué)鏡架由三部分組成，分別是平板部分，拐角部分與鏡框部分。其中，平板部分是一個(gè)帶有腰孔的矩形平板，腰孔的作用是用于微調(diào)與固定鏡架，使鏡架的平板部分與通光管道平行；拐角部分與平板部分相連，是根據(jù)邊界診斷通關(guān)窗口的傾斜角度設(shè)計(jì)的；鏡框部分是一個(gè)圓環(huán)結(jié)構(gòu)，上面有三個(gè)螺紋孔，用于安裝與固定反射鏡，鏡框部分所在的平面垂直于拐角部分與平板部分所在的平面，且與水平部分的中垂面有一個(gè)夾角(假設(shè)為θ)，假設(shè)邊界診斷光束傳輸進(jìn)真空室時(shí)的拐角為ω，則θ與ω之間的關(guān)系式為安裝鏡架時(shí)必須保持平板部分與通關(guān)管道平行，這樣就能使平行于通關(guān)管道的光束入射到反射鏡上時(shí)光束會(huì)按照初始設(shè)計(jì)的反射光線的路徑傳輸。

光路標(biāo)定的原由與方法：EAST實(shí)驗(yàn)期間，信號光路傳輸在真空室內(nèi)部是封閉不可見的，因此，需要在實(shí)驗(yàn)前對光路的位置進(jìn)行定位與規(guī)定光路標(biāo)定的方法，以致實(shí)驗(yàn)期間根據(jù)標(biāo)定方法調(diào)節(jié)入射光線時(shí)，能使入射光線傳輸至規(guī)定的位置。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，光線需要平行于通光管道入射到高反射鏡上。通光管道是一個(gè)直線管道，標(biāo)定的方法借助了一面半透半反鏡，具體是：首先將一面半透半反鏡垂直放置于通光管道的入口，調(diào)節(jié)入射光線，使其反射光線與入射光線重合，根據(jù)平行線定律可知入射光線就會(huì)與通光管道平行。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明光學(xué)鏡架體積小、占用空間小、易安裝，方案簡單、易實(shí)現(xiàn)、易操作，可以根據(jù)入射光線的方向定位反射光線的路徑。

附圖說明

圖1為邊界湯姆遜散射診斷激光傳輸路徑圖。

圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為光學(xué)鏡架的結(jié)構(gòu)圖。

圖中標(biāo)號：1.通光管道，1.1螺紋孔平板，2.光學(xué)鏡架，3.高反射鏡，4.半透半反鏡，5.入射光束，6.經(jīng)半透半反鏡反射的光束，7.透射光束，8.經(jīng)高反鏡反射的光束，2.1.平板部分，1.1腰孔，2.2.拐角部分，2.3.鏡框部分，3.1螺紋孔，4.平板部分與拐角部分所在的平面，5.平板部分所在平面的中垂面，6.鏡框部分所在的平面，7.平板部分所在平面的中垂面與鏡框部分所在平面的夾角

具體實(shí)施方式

如圖1-3所示，一種用于對邊界湯姆遜散射診斷系統(tǒng)信號光路定位的裝置，包括有通光管道1、光學(xué)鏡架2、高反射鏡3，通光管道1的光束入口設(shè)有一面垂直放置的半透半反鏡4，通光管道1的另一端設(shè)有螺紋孔平板1.1，光學(xué)鏡架2包括有平板部分2.1、拐角部分2.2與鏡框部分2.3，光學(xué)鏡架2的平板部分平行的安裝于通關(guān)管道1的螺紋孔平板1.1上；平板部分2.1是一個(gè)平板，拐角部分2.2是一個(gè)長連接板，拐角部分2.2與平板部分2.1相連且位于同一平面上，拐角部分2.2與平板部分2.1在同一平面上形成一定的角度，鏡框部分2.3包括有一個(gè)圓環(huán)2.3.1，圓環(huán)2.3.1通過固定板2.3.2與拐角部分2.2的長連接板另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，鏡框部分所在的平面11垂直于平板部分與拐彎部分所在的平面9、且與平板部分所在平面的中垂面10具有一定的夾角12，高反射鏡3安裝于光學(xué)鏡架2的鏡框部分2.3的圓環(huán)2.3.1內(nèi)；入射光束5入射在半透半反鏡4上，調(diào)節(jié)入射光束5使反射光束6與入射光束5重合，從而入射光束5與通光管道1平行并沿著通光管道1傳輸，再經(jīng)高反射鏡3反射出去，圖2中，標(biāo)號7為經(jīng)半透半反鏡透射的光束，標(biāo)號8為經(jīng)高反射鏡反射的光束。

光學(xué)鏡架2能使安裝在其上的高反射鏡3扭轉(zhuǎn)一定的角度。

光學(xué)鏡架2平板部分2.1上設(shè)有多排腰孔2.1.1，用于光學(xué)鏡架2的安裝與調(diào)節(jié)。

光學(xué)鏡架2的圓環(huán)2.3.1側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)用于固定高反射鏡的螺紋孔2.3.3。

光學(xué)鏡架2的固定是通過用螺釘穿過光學(xué)鏡架平板部分的腰孔2.1.1固定到通光管道的螺紋孔平板1.1上，由于腰孔比圓孔長，具有一定活動(dòng)范圍，所以光學(xué)鏡架2可以在通光管道的螺紋孔平板1.1上沿著腰孔2.1.1微調(diào)。

實(shí)施例

根據(jù)邊界診斷光束傳輸進(jìn)真空室時(shí)的拐角ω與窗口的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)與加工一個(gè)光學(xué)鏡架，圖3顯示了光學(xué)鏡架的結(jié)構(gòu)，包括了平板部分、拐角部分與鏡框部分。其中，平板部分是一個(gè)帶有腰孔的矩形平板，腰孔的作用是微調(diào)與固定鏡架；拐角部分與平板部分相連，其夾角是根據(jù)窗口的傾斜角度而設(shè)計(jì)；鏡框部分有一個(gè)帶螺紋孔的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，用于安裝與固定反射鏡，鏡框部分所在的平面垂直于拐角部分與平板部分所在的平面，且與水平部分的中垂面有一個(gè)夾角(假設(shè)為θ)，θ與ω之間的關(guān)系式為

具體實(shí)施如下：

1、將加工好的光學(xué)鏡架安裝于邊界湯姆遜散射診斷窗口處的通光管道的螺紋孔平板上，且使光學(xué)鏡架的平板部分與通光管道平行；

2、將一面全反鏡安裝于鏡架的鏡框部分，這樣就搭建了光路的傳輸路徑；

3、將一面半透半反鏡垂直放置于通光管道的入口處，調(diào)節(jié)入射光線，使其經(jīng)半透半反鏡反射的光線與入射光線重合，這樣入射光線就會(huì)與通光管道平行，透射光線就會(huì)按照設(shè)計(jì)的方向傳輸。

4、撤除半透半反鏡，光路調(diào)試完畢，信號光路調(diào)節(jié)完成。