[发明专利]一种新型环形平凹面镜光学多通吸收池

说明书

本发明涉及光学探测领域，具体的说是所述一种新型环形平凹面镜光学多通吸收池，包括包括带有进气孔和出气孔的环形光学多通池吸收池体，以及置于多通吸收池池体的镀有高反射膜的平凹面镜。特别是第一平凹面镜、第二平面反射镜与第三平凹面镜分别与多通池吸收池体的三端密闭连接，形成光线闭环回路。第一平面反射镜带有入射光孔，第二平面反射镜带有出射光孔。环形光学多通池结构紧凑，极大的提升了光程，提高吸收池探测灵敏度。可以广泛地应用于大气痕量气体的检测。

技术领域

本发明涉及光学探测领域，具体的说是一种新型环形平凹面镜光学多通吸收池。

背景技术

光学多通吸收池作为一种高灵敏度光学仪器，在激光光学、高分辨激光吸收光谱学获得广泛应用，光线在多通池紧凑的体积内多次反射形成稳定的光场分布实现长光程，以此提高探测的灵敏度与检测极限。目前，常见的光学多通池如欧洲发明专利申请EP2375237AI于2011年10月12日公开的一种采用球面反射镜的Herriot多通吸收池及办法。该发明专利申请文件提及的多通吸收池由带进气孔、出气孔的吸收池体，以及位于吸收池体两端的平凹面镜构成，其中，两个平凹面镜的凹面相向放置，平凹面镜凹面上镀有反射膜，平凹面镜的边缘透光孔；探测时，通过调节两个平凹面镜的间距与倾角，实现光线不同反射次数，得到不同的吸收光程。这种光学多通吸收池虽然可以实现长吸收光程，却存在着不足之处：当吸收池的腔长一定时，由于激光光斑间的干涉效应，有效光程也趋向于定值，为了获取更好的光程，只能增加腔长或者反射镜尺寸，但是这样会极大的增加光学多通池的体积、重量和成本。这些不利的因素限制了光学多通池的应用，因此，针对上述问题提出一种新型环形平凹面镜光学多通吸收池。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提供了一种新型环形平凹面镜光学多通吸收池。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型环形平凹面镜光学多通吸收池，包括多通吸收池池体，所述多通吸收池池体上安装有第一平凹面镜、第二平凹面镜与第三平凹面镜，且所述第一平凹面镜、第二平凹面镜与第三平凹面镜构成光线环形闭环回路；所述多通吸收池池体上设有进气孔和出气孔；所述第一平凹面镜上设有入射光孔，所述第二平凹面镜上设有出射光孔。

具体的，所述第一平凹面镜、第二平凹面镜、第三平凹面镜，平凹面镜镜片之间的夹角均为60°。

具体的，所述激光束射向入射光孔，通过第一平凹面镜的入射光孔进入吸收池体，然后经过第二平凹面镜反射，入射到第三平凹面镜上再次反射到第一平凹面镜上，激光束在折叠腔内多次反射，形成稳定的光场分布，最后从出射孔射出。

本发明的有益效果：

(1)本发明相对于传统的多通池，光线在吸收池池体内，来回多次反射形成闭环回路，相对于同等腔长的两平凹面镜光学多通池，环形光学多通池光程提升了1.5倍左右，提高了探测的灵敏度。

(2)本发明相对于传统的多通池，由于环形平凹面镜光学多通池腔模式的非对称性，相对于传统的多通池，环形多通池腔模式噪声很小，以利于提高探测的灵敏度。

(3)本发明相对于传统的多通池，多元件多通池的热透镜效应，相对于传统的多通池，环形多通池腔热稳定性有了很大的提高，有利于拓展光学多通池的应用范围。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的一种新型环形平凹面镜光学多通吸收池的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的整体结构示意图；

图3为图1所示的整体结构仰视图；

图4为本发明第一平凹面镜的光斑分布示意图；

图5为本发明第二平凹面镜的光斑分布示意图；