[发明专利]激光辐照种子的辐射功率密度的调节方法

摘要

本发明的激光辐照种子的辐射功率密度的调节方法涉及到一种在播种或种植前测试或处理种子、根茎或类似物的方法，其具体操作方法如下：1）调节仪器；2）求辐照种子光斑面积；3）调节辐射功率密度。所述的聚焦透镜为薄透镜，所述的反射镜为45°倾斜。本发明的激光辐照种子的辐射功率密度的调节方法，其所使用设备简单，成本低，而且具有激光辐射功率密度灵活可调的优点，能够满足种子辐照实验中对于激光辐照剂量的可调，提高了实验的效率。

主权项

1.激光辐照种子的辐射功率密度的调节方法，其特征在于具体操作方法如下：1)调节仪器：将He‑Ne激光器、聚焦透镜、双偏振片、扩束镜和反射镜的中心调节至同一高度，且测量各仪器之间的距离；He‑Ne激光器发射出的高斯光束经过聚焦透镜聚焦后再穿过双偏振片，并经扩束镜放大后，由45°反射镜反射至操作台上的种子辐照区域；所述双偏振片由同轴且相对旋转的两个偏振片构成，与所述聚焦透镜相邻的为第一偏振片，与所述扩束镜相邻的为第二偏振片；2)求辐照种子光斑面积：根据He‑Ne激光器的参数以及步骤（1）中测得的数据，求得辐照种子光斑面积；根据He‑Ne激光器的参数得到激光器出射高斯光束位于He‑Ne激光器输出端的光斑以及该出射高斯光束的束腰半径，根据高斯光束的特性，高斯光束的截面半径与束腰半径以及该截面与束腰之间的距离相关，公式为：    （1）其中，为与高斯光束束腰距离为Z的截面半径，ω₀为激光器出射高斯光束的束腰半径，Z为高斯光束束腰与上述截面之间的距离，λ为激光的波长；通过公式(1)以及光路的可逆性，得到激光器出射高斯光束的束腰与He‑Ne激光器的距离；将测量得到的He‑Ne激光器与聚焦透镜之间的距离减去上述激光器出射高斯光束的束腰与He‑Ne激光器的距离，得到激光器出射高斯光束的束腰与聚焦透镜入射面的距离Z₀；激光器出射高斯光束的在聚焦透镜入射面上的光斑半径为ω₁，将Z₀代入公式(1)，得到：   (2)根据高斯光束的特性，当高斯光束经过聚焦透镜后出射光束仍为高斯光束，聚焦透镜出射高斯光束的束腰半径为ω₂，则聚焦透镜两边的高斯光束的束腰半径会满足如下变换关系：     （3）式(3)中，f为聚焦透镜的已知焦距，求得聚焦透镜出射高斯光束的束腰半径ω₂；根据光路的可逆性，聚焦透镜出射高斯光束在聚焦透镜出射面上的光斑半径为ω₃，聚焦透镜出射高斯光束的束腰与聚焦透镜出射面的距离为Z₂，根据公式(1)得到如下公式：          （4）当聚焦透镜为薄透镜时，ω₁＝ω₃，计算聚焦透镜出射高斯光束的束腰与聚焦透镜出射面的距离Z₂；聚焦透镜出射高斯光束的束腰与第一偏振片的距离Z₃，有如下公式：Z₃＝Z₁‑Z₂         (5)式（5）中，Z₁为聚焦透镜与第一偏振片的距离，求得聚焦透镜出射高斯光束的束腰与第一偏振片的距离Z₃；设聚焦透镜出射高斯光束在第一偏振片上的光斑半径为ω₄，且该ω₄与ω₂相关，代入公式（1）中，得到如下公式：根据上述公式，能够求得聚焦透镜出射高斯光束在第一偏振片上的光斑半径ω₄，并设扩束镜的倍数为n，所述辐照种子光斑面积为：3)调节辐射功率密度：调节扩束镜的倍数，通过改变辐照种子光斑面积来调节辐射功率密度。