[发明专利]一种用于衰荡腔的柔性密封调谐装置

说明书

本发明公开了一种用于衰荡腔的柔性密封调谐装置，包括气路密封结构、柔性密封连接器结构、腔镜姿态控制结构、免紧固件状态固化结构、机械基准定位结构。气路密封结构用于对待测样品气体流动进行控制与密封保持；柔性密封连接器结构包括与柔性密封连接组件关联的密封结构；腔镜姿态控制结构包括可拆卸精密调节支架和调节支杆；免紧固件状态固化结构用于实现高反射率腔镜调谐完成之后的低应力封装固化过程；机械基准定位结构采用V形槽机械基准，利用V形槽机械基准实现在光轴方向上的前后移动，进而实现不同纵模匹配的衰荡腔。该装置能够在衰荡腔的调试过程中保证其高精细度、高稳定性、高密封性以及高刚性的高质量装校。

技术领域

本发明涉及光学谐振腔技术领域，尤其涉及一种用于衰荡腔的柔性密封调谐装置。

背景技术

光腔衰荡光谱(CRDS)是一种具有高灵敏度、高精度的吸收光谱技术，利用激光腔衰荡光谱技术定性、定量测量气体成分与组分含量是一种利用时间信号作为测量参考的相干光谱测量手段，具有不受光强变化的影响、吸收光程长、精度高、快速灵敏等优点，可用于痕量气体检测、气溶胶消光系数测量、火焰燃烧检测等。衰荡腔是腔衰荡光谱技术的设备仪器中核心结构单元，是一种具有高精细度的光学谐振腔，用于增加吸收光程，其腔内模式特性、结构尺寸稳定性等作为关键特性直接影响其性能表现。根据光学谐振腔的原理可知，其精细度直接决定了设备的性能，而其稳定性则影响仪器的使用，因此针对光学谐振腔装调这一问题，往往依靠具有装调经验的专业人员，配合专用的工艺工装与光路系统进行调试，但效能较差的工装方案与经验不足的技术人员给设备调试、性能指标带来各种影响，诸如调试耗时耗力、、一致性差、参数无法固化等问题。

用于光腔衰荡光谱技术中的光学谐振腔，根据设备所采用的纵模匹配原理，一般使用“刚性”谐振腔与“柔性”谐振腔，即谐振腔内是否集成有可动元件(如压电陶瓷-PZT)进行纵模模式扫描，来触发有效衰荡的。若采用柔性谐振腔，即集成有扫描元件，可在精密装校的基础上，利用多轴自由度控制对谐振腔腔镜进行有效调制，配合反馈信号，利用精心设计的算法，实现长时间的有效纵模匹配；而对于刚性谐振腔，在谐振腔调制之时即要求保持长时间的稳定性，在调试过程中其腔镜调试手段、精细度评价方法、状态固化等均对最终产品产生至关重要的影响，由于采用其他纵模匹配的扫描机制，因而这里着重考虑其精细度与长时稳定性两个指标。在众多精密调节的方法与装置中，针对刚性谐振腔的调试、评价、固化，尚无一种方法能够完全有效的覆盖这一工艺过程，如调试工装复杂、过程繁琐、无法在线评估、无直接评估指标、调试完成后状态固化困难或无法保证完整状态固化，这些都严重制约了光学谐振腔性能以及稳定性的提升。

从调试方法与工装角度分析，用于气体衰荡光谱仪中的光学谐振腔从功能上肩负着模式匹配、振荡吸收等的功能，同时也是作为气体吸收池，针对所测气体进行进样、检测、排出、控温、气压控制等操作，因此在腔镜调节过程以及固化结束时都必须保证腔镜之间空间的有效密封，在兼具腔镜有效调节、腔体密封、状态固化等复合功能的要求下，调试方法与工装设计极其困难，现有技术并没有此类高质量的方法与工装方案，这也是制约高质量衰荡腔技术发展的关键因素之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于衰荡腔的柔性密封调谐装置，该装置能够在衰荡腔的调试过程中保证其高精细度、高稳定性、高密封性，以及高刚性的装校，同时结合在线装调机制、胶腔固化(免紧固件)、线膨胀系数匹配等工艺、技术，解决传统调校过程中的不稳定、质量低、效率低、一致性差等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于衰荡腔的柔性密封调谐装置，所述装置包括气路密封结构、柔性密封连接器结构、腔镜姿态控制结构、免紧固件状态固化结构、机械基准定位结构，其中：

所述气路密封结构包括气体进出接口和气体管道密封连接接口，用于对待测样品气体流动进行控制与密封保持；其中，所述柔性密封调谐装置的气路通过所述气体进出接口对外连接，多个柔性密封调谐装置之间利用所述气体管道密封连接接口的密封圈进行气密连接，实现多个柔性密封调谐装置之间的气路连接；