一種基於分光稜錐式的超高速序列雷射陰影成像裝置製造方法
2023-06-20 17:03:41
一種基於分光稜錐式的超高速序列雷射陰影成像裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開提供一種基於分光稜錐式的超高速序列雷射陰影成像裝置，包括：平行光準直物鏡組、成像物鏡組、分光n稜錐以及n個CCD靶面，其中，n≥8；將重疊輸入的n束雷射經陰影儀後依次通過平行光準直物鏡組、成像物鏡組及分光n稜錐，分光n稜錐對n束雷射光束均勻地分為n路，分別在n個CCD靶面上對目標的成像光斑進行清晰成像。採用本實用新型的技術方案，使超高速雷射陰影成像的幅頻達到千萬幅/秒以上，滿足超高速雷射陰影成像實驗要求。
【專利說明】一種基於分光稜錐式的超高速序列雷射陰影成像裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種超高速雷射陰影成像【技術領域】，尤其涉及一種基於分光稜錐式的超高速序列雷射陰影成像裝置。
【背景技術】
[0002]現代科學技術研究需要性能更高的分幅相機。為了推動科技的進一步發展，世界各發達國家已經研製出時間解析度能達到幾納秒的新型高速相機-超高速數字分幅相機。它可以提供高速瞬態過程的二維空間信息，可從序列圖像中了解過程的發展趨勢和物體的運動過程，非常直觀，有著其它方式不可替代的優點。
[0003]目前，超高速數字分幅相機一般使用數字式高速ICCD相機(紅外相機)，數字式高速ICCD相機使用了微通道板技術，該類型的數字相機通常成像系統採用的是光束四路分光，再利用微通道板通斷控制第五路到第八路光束的通斷與IC⑶的曝光等，由於在一個ICXD靶面上多次成像時，需要從ICXD上轉移前次獲取的圖像信息，而這個轉移時間達到了300納秒以上，導致這類相機在八幅圖像以上同時成像時，幅頻僅為幾百萬幅/秒。在進行超高速雷射陰影成像時，由於測試視場只有100mm-200mm，而測試的目標變化時間只有幾十個納秒，所有要在有效的視場範圍內獲得多幅的序列圖像，需要分幅相機的幅頻達到千萬幅/秒以上，才能滿足測試需求。目前數字式高速ICCD相機無法超高速雷射陰影成像實驗要求。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是，提供一種基於分光稜錐式的超高速雷射序列陰影成像裝置，使超高速雷射陰影成像的幅頻達到千萬幅/秒以上，滿足超高速雷射陰影成像實驗要求。
[0005]一種基於分光稜錐式的超高速序列雷射陰影成像裝置包括:平行光準直物鏡組、成像物鏡組、分光η稜錐以及η個CXD靶面，其中，n ^ 8 ;將重疊輸入的η束雷射經陰影儀後依次通過平行光準直物鏡組、成像物鏡組及分光η稜錐，分光η稜錐對η束雷射光束均勻地分為η路，分別在η個CXD靶面上對目標的成像光斑進行清晰成像。
[0006]一種基於分光稜錐式的超高速序列雷射陰影成像裝置，所述平行光準直物鏡組包括:入瞳直徑為20mm-60mm且焦距為156.14mm雙凸透鏡、入瞳直徑為20mm-60mm且焦距為177.85mm雙凸透鏡，兩個雙凸透鏡安裝在鏡筒部件內，保證透鏡與透鏡之間有3mm空氣間隙帶；所述成像物鏡組包括:入瞳直徑為20mm-60mm且焦距125.76mm雙凸透鏡，入瞳直徑20mm-60mm且焦距為2427.52mm的凹透鏡，兩個透鏡安裝在鏡筒部件內，保證透鏡與透鏡之間有3mm空氣間隙帶。
[0007]本實用新型將重疊輸入的η束雷射經陰影儀後依次通過平行光準直物鏡組、成像物鏡組及分光η稜錐均勻地分為η路，分別在η個CXD靶面上成清晰像，以實現超高速序列分幅照相，通過控制雷射光源出光時序時間，使分幅相機的幅頻達到千萬幅/秒，通過控制雷射光源系統的脈寬時間甚至可以將分幅相機的幅頻達到億幅/秒。避免現有的在一個ICXD靶面上多次成像時，需要從ICXD上轉移前次獲取的圖像信息。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的超高速序列雷射陰影成像裝置光路布置圖。
[0009]圖中1.陰影儀刀口位置，2.平行光準直物鏡組，3.—次像，4.成像物鏡組，5.分光η稜錐，6.二次像，7.CCD。
【具體實施方式】
[0010]本實用新型提供一種基於分光稜錐式的超高速序列雷射陰影成像裝置包括:平行光準直物鏡組2、成像物鏡組4、分光η稜錐5以及η個CXD (常規相機)的靶面7，η > 8。
[0011]所述平行光準直物鏡組2包括:入瞳直徑為20mm-60mm且焦距為156.14mm雙凸透鏡、入瞳直徑為20mm-60mm且焦距為177.85mm雙凸透鏡，兩個雙凸透鏡安裝在鏡筒部件內，透鏡與透鏡之間保證3mm空氣間隙帶。所述成像物鏡組4包括:入瞳直徑為20mm-60mm且焦距125.76mm雙凸透鏡，入瞳直徑20mm-60mm且焦距為2427.52mm的凹透鏡，兩個透鏡安裝在鏡筒部件內，透鏡與透鏡之間保證3_空氣間隙帶；
[0012]平行光準直物鏡組將發散光束約束成平行光束進入成像物鏡組，成像物鏡組對平行光束進行會聚成像。同時，光束通過平行光準直物鏡和成像物鏡組對系統光路的像差進行校正。
[0013]將重疊輸入的η束雷射經陰影儀後依次通過平行光準直物鏡組2、成像物鏡組4及分光η稜錐5，分光η稜錐5對η束雷射光束均勻地分為η路，分別在η個CCD7表面上對目標的成像光斑進行清晰成像。
[0014]將重疊輸入的η束雷射首先經過陰影儀刀口位置1，在刀口位置後放置平行光準直物鏡組2，平行光準直物鏡組2是以刀口位置為物面，將其出射雷射光束準直為平行光；在平行光準直物鏡組2後面形成目標陰影物面的一次像。再經成像物鏡組4形成目標陰影物面的二次像，在成像物鏡組4後面形成目標刀口像。在目標刀口像位置可以通過分光η稜錐5將每一路光束反射至不同的方向，再通過CCD7可分別採集每一路出射光束所形成目標陰影物面的像。
[0015]說明書中描述的只是該實用新型的【具體實施方式】。雖然結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是本領域內熟練的技術人員可以在所附權利要求的範圍內做出各種變形或修改。
【權利要求】
1.一種基於分光稜錐式的超高速序列雷射陰影成像裝置，其特徵在於，包括:平行光準直物鏡組⑵、成像物鏡組⑷、分光η稜錐(5)以及η個(XD靶面(7)，其中，η彡8 ;將重疊輸入的η束雷射經陰影儀後依次通過平行光準直物鏡組(2)、成像物鏡組(4)及分光η稜錐(5)，分光η稜錐(5)對η束雷射光束均勻地分為η路，分別在η個CCD靶面(7)上對目標的成像光斑進行清晰成像。
2.如權利要求1所述的一種基於分光稜錐式的超高速序列雷射陰影成像裝置，其特徵在於，所述平行光準直物鏡組(2)包括:入瞳直徑為20mm-60mm且焦距為156.14mm雙凸透鏡、入瞳直徑為20mm-60mm且焦距為177.85mm雙凸透鏡，兩個雙凸透鏡安裝在鏡筒部件內，保證透鏡與透鏡之間有3mm空氣間隙帶；所述成像物鏡組(4)包括:入瞳直徑為20mm-60mm且焦距125.76mm雙凸透鏡，入瞳直徑20mm-60mm且焦距為2427.52mm的凹透鏡，兩個透鏡安裝在鏡筒部件內，保證透鏡與透鏡之間有3_空氣間隙帶。
【文檔編號】G02B13/00GK204086803SQ201420459998
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月8日 優先權日:2014年8月8日
【發明者】宋強, 黃潔, 謝愛民, 柳森, 羅錦陽, 柯發偉 申請人:中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所