用于序列激光陰影照相的偏振分光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于超高速瞬態(tài)成像領(lǐng)域，涉及一種用于序列激光陰影照相的偏振分光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)航天技術(shù)、武器裝備和基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，涉及超高速空氣動(dòng)力學(xué)、超高速碰撞、爆炸與沖擊、燃燒與化學(xué)反應(yīng)等領(lǐng)域的研究不斷深入。在這些研究工作中，許多現(xiàn)象是持續(xù)時(shí)間僅為微秒甚至納秒級(jí)的超高速瞬態(tài)變化過(guò)程，需要有一種照相系統(tǒng)能夠?qū)@一過(guò)程進(jìn)行清晰、連續(xù)地成像記錄，以便掌握物理現(xiàn)象的本質(zhì)。這種照相系統(tǒng)除了幅頻要求達(dá)到1000萬(wàn)幅/秒(即曝光成像時(shí)間最短100ns)，能夠?qū)Τ咚偎矐B(tài)變化過(guò)程進(jìn)行序列成像夕卜，還必須確保每幅圖像的分辨率足夠高，曝光時(shí)間足夠短，從而提高成像清晰度，減小超尚速運(yùn)動(dòng)引起圖像的申旲糊失真。
[0003]目前國(guó)內(nèi)只有中科院西安光機(jī)所、深圳大學(xué)能生產(chǎn)序列數(shù)量大于8個(gè)、曝光成像時(shí)間大于200納秒的轉(zhuǎn)鏡式分幅膠片成像系統(tǒng)，由于采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)的方式，每幅圖像的曝光時(shí)間難以小于100ns。國(guó)內(nèi)數(shù)字式序列成像系統(tǒng)在研制和生產(chǎn)上還不成熟，難以滿(mǎn)足工程化的需要。國(guó)外序列數(shù)量大于8個(gè)，曝光時(shí)間小于10ns的超高速數(shù)字成像系統(tǒng)技術(shù)比較成熟，通常采用昂貴的納秒級(jí)光電快門(mén)實(shí)現(xiàn)序列成像，但這類(lèi)高端產(chǎn)品對(duì)我國(guó)實(shí)行禁運(yùn)和技術(shù)封鎖。
[0004]為了滿(mǎn)足超高速目標(biāo)變化過(guò)程多序列成像，發(fā)展了多序列激光陰影照相系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包括光源系統(tǒng)、準(zhǔn)直系統(tǒng)、成像系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。在一次測(cè)試中，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)2序列到8序列激光陰影成像。
[0005]多序列激光陰影照相系統(tǒng)中多序列激光光源發(fā)出的多序列光束通過(guò)多光源空間分離裝置進(jìn)入準(zhǔn)直系統(tǒng)后變?yōu)槠叫泄馐叫泄馐┻^(guò)測(cè)試區(qū)域后再由準(zhǔn)直系統(tǒng)進(jìn)行匯聚形成多個(gè)聚焦光斑。多序列光束在多光源空間分離裝置的出口處有多個(gè)焦斑，為了在多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)能夠把不同光束進(jìn)行分開(kāi)，多個(gè)焦斑不能完全重合，而是分布在一定直徑內(nèi)，這樣通過(guò)成像系統(tǒng)的系列反射鏡和分束鏡就可以把不同序列的激光束進(jìn)行分開(kāi)。該直徑越大，一個(gè)焦斑周?chē)膬蓚€(gè)焦斑形成的光束通過(guò)成像系統(tǒng)后產(chǎn)生的雜光影響就越小，不同光束更容易在空間上進(jìn)行分開(kāi)，但不同序列光束穿過(guò)測(cè)試區(qū)域的重合度就越小。經(jīng)過(guò)測(cè)試，當(dāng)分布直徑在1mm時(shí)，測(cè)試區(qū)域的重合度為95%。多序列激光陰影照相系統(tǒng)在對(duì)測(cè)試區(qū)域成像時(shí)，未完全重合的區(qū)域信息不同序列成像時(shí)會(huì)丟失該信息，因此測(cè)試區(qū)域重合度越小，測(cè)試的信息丟失得越多，就越不利于多序列成像。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于序列激光陰影照相的偏振分光裝置，提高序列激光陰影照相系統(tǒng)中測(cè)試區(qū)域的重合度。
[0007]為了達(dá)到上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]—種用于序列激光陰影照相的偏振分光裝置，包括起偏裝置和偏振分光器件，起偏裝置的組件包括起偏器和起偏器筒，偏振分光器件的組件包括偏振片、偏振套筒、第一光學(xué)防護(hù)玻璃、第二光學(xué)防護(hù)玻璃和防護(hù)套筒；
[0009]起偏器放置在起偏器筒，偏振片放在偏振套筒中，在偏振片兩端放置了第一光學(xué)防護(hù)玻璃和第二光學(xué)防護(hù)玻璃，第一光學(xué)防護(hù)玻璃放置在防護(hù)套筒中。
[0010]本實(shí)用新型利用偏振片只能透射與偏振方向一致的光原理，多序列激光陰影照相系統(tǒng)中光源系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多光源空間分離裝置出來(lái)的不同序列激光束偏振特性已經(jīng)消失，通過(guò)在多光源空間分離裝置出來(lái)的光束焦斑位置放置起偏器，通過(guò)起偏器出來(lái)的光束偏振方向與起偏器的偏振方向一致，不同序列的光束放置的起偏器的偏振方向依次相差90°。在多序列激光陰影照相系統(tǒng)中成像系統(tǒng)不同序列光路中放置與對(duì)應(yīng)序列光束中的起偏器偏振方向一致的偏振片，就可以減小相鄰光束在成像系統(tǒng)中產(chǎn)生的雜光，進(jìn)一步可以減小焦斑所在的圓直徑，提高測(cè)試區(qū)域的重合度。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為多序列激光陰影照相系統(tǒng)的光源系統(tǒng)附屬裝置多光束空間分離裝置的示意圖；
[0012]圖2為多光束空間分離裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖3為偏振分光器件的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖4為起偏裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]—種用于序列激光陰影照相的偏振分光裝置包括起偏裝置7和偏振分光器件，如圖3和圖4所示，起偏裝置7的組件包括起偏器15和起偏器筒14，偏振分光器件的組件包括偏振片8、偏振套筒9、第一光學(xué)防護(hù)玻璃11、第二光學(xué)防護(hù)玻璃13和防護(hù)套筒12;
[0016]起偏器15放置在起偏器筒14中，起偏器筒14放置在多光源空間分離裝置的多光源空間分離盤(pán)5上；
[0017]偏振片8放在偏振套筒9中，在偏振片8兩端放置了第一光學(xué)防護(hù)玻璃11和第二光學(xué)防護(hù)玻璃13，以防止灰塵及潮氣進(jìn)入偏振片8，第一光學(xué)防護(hù)玻璃11放置在防護(hù)套筒12中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)偏振套筒9可以改變偏振片8的偏振方向，調(diào)整完后由固定螺釘10固定在防護(hù)套筒12上面。
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]如圖1所示，光源系統(tǒng)I發(fā)出的序列光束通過(guò)光纖2進(jìn)入多光源空間分離裝置3，多光源空間分離裝置3的前端安置了多光源空間分離盤(pán)5，多根光纖的輸出端位于多光源空間分離盤(pán)5上，并呈均勻分布。
[0021 ]圖2為多光源空間分離盤(pán)5的側(cè)視放大圖，多根光纖輸出端發(fā)出的光束未擴(kuò)束形成了多個(gè)焦斑6，各焦斑6所占的圓直徑越大，越有利于多序列激光陰影照相系統(tǒng)中成像系統(tǒng)的分光裝置對(duì)不同序列光束進(jìn)行分光，但該圓直徑越大，對(duì)測(cè)試區(qū)域的重合度越小;而圓直徑越小，相鄰第一焦斑601和相鄰第二焦斑602形成的光束會(huì)在成像系統(tǒng)中產(chǎn)生雜光，成像系統(tǒng)難以對(duì)這些雜光進(jìn)行消除，影響成像清晰度。因此，在多光源空間分離盤(pán)5上每一個(gè)對(duì)應(yīng)的焦斑6放置了起偏裝置7，而且相鄰第一焦斑601和相鄰第二焦斑602的相鄰第一起偏器701和相鄰第二起偏器702的偏振方向一致，但和起偏器15的偏振方向相差90°。
[0022]在多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)每個(gè)序列光路中放置偏振分光器件，其偏振方向與起偏器的偏振方向一致。
[0023]當(dāng)分布直徑在1mm時(shí)，本實(shí)用新型測(cè)試區(qū)域的重合度達(dá)到98%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于序列激光陰影照相的偏振分光裝置，其特征在于，包括起偏裝置(7)和偏振分光器件，起偏裝置(7)的組件包括起偏器(15)和起偏器筒(14)，偏振分光器件的組件包括偏振片(8)、偏振套筒(9)、第一光學(xué)防護(hù)玻璃(11)、第二光學(xué)防護(hù)玻璃(13)和防護(hù)套筒(12)； 起偏器(15)放置在起偏器筒(14)，偏振片(8)放在偏振套筒(9)中，在偏振片(8)兩端放置了第一光學(xué)防護(hù)玻璃(11)和第二光學(xué)防護(hù)玻璃(13)，第一光學(xué)防護(hù)玻璃(11)放置在防護(hù)套筒(12)中。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于超高速瞬態(tài)成像領(lǐng)域，涉及一種用于序列激光陰影照相的偏振分光裝置，包括起偏裝置和偏振分光器件，起偏裝置的組件包括起偏器和起偏器筒，偏振分光器件的組件包括偏振片、偏振套筒、第一光學(xué)防護(hù)玻璃、第二光學(xué)防護(hù)玻璃和防護(hù)套筒。本實(shí)用新型利用偏振片只能透射與偏振方向一致的光原理，多序列激光陰影照相系統(tǒng)中光源系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多光源空間分離裝置出來(lái)的不同序列激光束偏振特性已經(jīng)消失，通過(guò)在多光源空間分離裝置出來(lái)的光束焦斑位置放置起偏器，通過(guò)起偏器出來(lái)的光束偏振方向與起偏器的偏振方向一致，不同序列的光束放置的起偏器的偏振方向依次相差90°。
【IPC分類(lèi)】G02B27/28, G03B15/05, G03B39/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205247030
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520930517
【發(fā)明人】謝愛(ài)民, 黃潔, 宋強(qiáng), 文雪忠, 柯發(fā)偉, 李晶, 鄭蕾, 柳森
【申請(qǐng)人】中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心超高速空氣動(dòng)力研究所
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日