[实用新型]用于太赫兹系统中的多光程气室

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种利用太赫兹光谱对样品检测的装置，尤其涉及一种用于太赫兹系统中的多光程气室。

背景技术

当前，环境污染已经成为世界范围内人们普遍关注的话题，人类活动产生的大量化学物质对大气环境造成了严重的不利影响和危害。环境污染和生态破坏已经在一定程度上严重制约了经济的发展，并日益威胁到人类的健康安全。对生态环境和人类健康威胁大且排放量大的废气主要有：二氧化碳、甲烷等温室气体，以及氮氧化物、二氧化硫、磷、一氧化碳卤代烃、挥发性有机物等有毒气体，它们的浓度主要在ppt-ppm量级范围内。因此，精确测量这些污染气体成分，即进行痕量气体检测及识别混合气体中各成分的比例，具有非常重要的意义和迫切性。

实验室痕量气体检测中常用到的是多光程气室，其主要有White池和Herriott池及它们的改进型。

White池主要有一大两小三片共焦的凹球镜构成，可实现光束的多次折返传输；如图3所示，凹球镜A、B和C具有相同的曲率半径，凹球镜A的曲率中心落在凹球镜B和凹球镜C的中间，凹球镜B和凹球镜C的曲率中心分别落在凹球镜A镜面上固定两点处。入射光Q从凹球镜A的一侧入射到光学系统中，先经过凹球镜B的反射照射在凹球镜A上形成光点A1，从A1反射到凹球镜C上后再次反射照射在凹球镜A上形成光点A2，由此可逐步在凹球镜A上形成光点A3、A4……、An(n为奇数)，最后光束从凹球镜A的另一侧出射；形成的光点数越多，则光束在系统中往返次数越多，光程越长。人们在实验中发现，要使光束在怀特池(White池)系统中往返传播次数足够多，简单的调节方法是使光束入射点紧靠在凹球镜A的一侧，改变入射光束Q第一次落在凹球镜B上的位置，同时配合调节凹球镜B和凹球镜C的偏转角度，使在凹球镜A上形成的光点A1和A2尽量往边缘靠近，但要保证不会有光点落在边界上，造成能量的损失。凹球镜A的尺寸和凹球镜B、凹球镜C的曲率中心与凹球镜A中心的距离决定了系统可达到的最大光程长度。White池的特点是孔径角较大，适用于普通光源和激光光源，反射次数较多，光路相对易于调节，可以通过改变反射次数来调节光程长度，但所用的反射镜较多。

Herriott池的光学系统较简单，如图4所示，其是由两个凹面镜M1和M2组成，其要求两个等焦距凹面镜平行且同轴，入射光自透镜的一侧进入，经多次反射后射出；然而在实际应用中两个凹面镜安装在仪器上，没有光学平台和可调节光具座，不易使两凹面镜的主光轴重合，难以使反射光斑的分布对称于镜中心以充分利用镜子的尺寸得到最多的光反射次数；其特点是结构简单，但其孔径角较小，只适用于激光光源，另外其反射光斑位于镜面的边缘，镜面没能得到充分利用，且反射次数与镜面间的距离及曲率半径密切相关，一旦光路固定下来，光程无法改变，不具有光程调节的灵活性。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于太赫兹系统中的多光程气室，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于太赫兹系统中的多光程气室，在储气筒两端的石英窗外侧分别设有一主反射镜和一副反射镜，通过主、副反射镜使太赫兹波能够进行多次反射，以实现长光程测量；该多光程气室结构轻巧，操作简单。

本实用新型的另一目的在于提供一种用于太赫兹系统中的多光程气室，气体样品不与反射镜直接接触，可对各种腐蚀性气体进行检测；既可用于痕量气体检测，也可用于混合气体成分分析检测。

本实用新型的目的是这样实现的，一种用于太赫兹系统中的多光程气室，所述多光程气室包括有一储气筒，所述储气筒两端密封设有石英窗；所述储气筒上设有进气口、出气口以及相应阀门；所述储气筒设置在一底座上；所述储气筒上设有真空泵连接口和压力传感器连接口；进气口上设有流量计；在储气筒两端的石英窗外侧且位于所述底座上，分别设有一主反射镜和一副反射镜，所述主反射镜和副反射镜呈平行设置；所述主反射镜在朝向副反射镜的一侧表面上设有多条平行设置且横截面呈直角三角形的凸棱，所述凸棱的两侧面夹角为直角；所述副反射镜在朝向主反射镜的一侧表面上设有多条平行设置且横截面呈直角三角形的凹槽，所述凹槽的两侧面夹角为直角；所述主反射镜上的凸棱与副反射镜上的凹槽数量相同且呈对应设置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述储气筒是由耐腐蚀不锈钢材料制成。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述真空泵连接口连接有真空泵。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述压力传感器连接口连接有压力传感器。