[发明专利]一种空间环境用紧凑型长光程高密封度气体吸收池

说明书

一种空间环境用紧凑型长光程高密封度气体吸收池，包括光学腔体、密封内桶、密封外桶。光学腔体包含底端反射镜与出入端反射镜，两反射镜为低膨胀系数材料做基底，并固定于低膨胀系数铟钢隔圈两端，光学腔体由挠性减振环连接并密封于密封内桶内，密封内桶与密封外桶之间以刚性连接固定，密封外桶盖板上固定入射光学接口、出射光学探测组件。内密封桶及密封外桶由金属冷焊接密封。本发明气体吸收池具有结构紧凑、抗冲击、长光程、高密封度、低泄漏率、温控稳定的特点。

技术领域

本发明涉及气体饱和吸收谱定量分析及标定技术领域，特别涉及一种空间环境用紧凑型长光程高密封度气体吸收池。

背景技术

长光程气体吸收池是气体饱和吸收谱定量分析装置中常用的仪器。同时，气体饱和吸收谱的技术还应用在激光仪器的光源频率稳定技术中。利用光束在气体吸收池内多次反射来增强气体对光的吸收，从而在有限体积内实现气体的饱和吸收。

随着科学及军民任务仪器的不断发展，在气体吸收定量分析领域及空间环境中应用的激光仪器愈来愈多，此类激光仪器通常要求较高的光源频率稳定性能及单色性。另一方面空间环境的低温真空对仪器的热控性能、密封性能、抗震性能均有较高的要求。作为空间载荷仪器之一，还需在有限的空间内实现所要求的长光程。目前的长光程气体吸收池一般采用实体利用率不甚高的White型反射腔或球面镜型Herriott型反射腔，在同样要求的光程下，次两类型均要有较大的反射腔才能够实现。另外，主流的长光程气体吸收池其热控性能、密封性能及抗震性能均难以满足空间环境使用要求。

发明内容

为了克服上述先前技术的不足，本发明提供了一种空间用紧凑型长光程高密封度气体吸收池，该吸收池结构紧凑，密封性能强，热控要求低，具有空间适用的抗震性能，以及高密封度的特点。

本发明技术解决方案是：

一种空间环境用紧凑型长光程高密封度气体吸收池，其构成包括出入端反射镜、底端反射镜、铟钢隔圈、挠性减振环、密封内桶、密封内桶盖板、内桶入射窗、内桶出射窗、密封外桶、密封外桶盖板、外桶入射窗、外桶出射窗、入射光学接口及探测光学组件，在所述的出入端反射镜上开设有出射孔及入射孔，所述的出入端反射镜和底端反射镜分别固定在所述铟钢隔圈的两端，构成光学腔体，该光学腔体通过所述的挠性减振环固定于密封内桶内，所述密封内桶的底端开设有内桶入射窗和内桶出射窗，所述的密封内桶盖板密封于密封内桶的顶端，所述的密封内桶固定连接于密封外桶内，所述的密封外桶盖板密封于密封外桶的顶端，在该密封外桶盖板上开设有外桶入射窗和外桶出射窗，且所述的入射光学接口和探测光学组件固定于该密封外桶盖板的外侧；所述的入射光学接口、外桶入射窗、内桶入射窗和入射孔的中心线与入射光路重合，所述的探测光学组件、外桶出射窗、内桶出射窗和出射孔的中心线与出射光路重合。

所述的内桶入射窗和内桶出射窗金属铟丝冷焊密封在所述的密封内桶上，所述的密封内桶盖板金属铟丝冷焊密封于密封内桶的顶端，所述的外桶入射窗、外桶出射窗金属铟丝冷焊密封在密封盖板上。

所述的出入端反射镜、底端反射镜为复曲率反射镜，镜面矢高表达式满足公式，其中，r_x及r_y分别是反射镜在xz平面及yz平面内的曲率半径，

所述的密封内桶通过三点刚性连接于密封外桶内。

本发明具有以下优点：

1.由于采用双层密封结构，使内部光学腔体与外层温控组件间形成隔热空腔，腔体内部可做热学处理，可以有效地提高热控效率。

2.光学腔体与密封内筒间的链接采用挠性结构进行链接，保证了结构具有空间适用的抗震性能及结构稳定性能。

3.池体各密封接口处，包括光学窗口的密封，采用金属铟丝密封，可符合空间环境下高密封度的要求。