一种基于分光棱锥式的超高速序列激光阴影成像装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超高速激光阴影成像技术领域，尤其涉及一种基于分光棱锥式的超高速序列激光阴影成像装置。
【背景技术】
[0002]现代科学技术研宄需要性能更高的分幅相机。为了推动科技的进一步发展，世界各发达国家已经研制出时间分辨率能达到几纳秒的新型高速相机-超高速数字分幅相机。它可以提供高速瞬态过程的二维空间信息，可从序列图像中了解过程的发展趋势和物体的运动过程，非常直观，有着其它方式不可替代的优点。
[0003]目前，超高速数字分幅相机一般使用数字式高速ICCD相机(红外相机)，数字式高速ICCD相机使用了微通道板技术，该类型的数字相机通常成像系统采用的是光束四路分光，再利用微通道板通断控制第五路到第八路光束的通断与IC⑶的曝光等，由于在一个ICCD靶面上多次成像时，需要从ICCD上转移前次获取的图像信息，而这个转移时间达到了300纳秒以上，导致这类相机在八幅图像以上同时成像时，幅频仅为几百万幅/秒。在进行超高速激光阴影成像时，由于测试视场只有100mm-200mm，而测试的目标变化时间只有几十个纳秒，所有要在有效的视场范围内获得多幅的序列图像，需要分幅相机的幅频达到千万幅/秒以上，才能满足测试需求。目前数字式高速ICCD相机无法超高速激光阴影成像实验要求。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，提供一种基于分光棱锥式的超高速激光序列阴影成像装置，使超高速激光阴影成像的幅频达到千万幅/秒以上，满足超高速激光阴影成像实验要求。
[0005]一种基于分光棱锥式的超高速序列激光阴影成像装置包括:平行光准直物镜组、成像物镜组、分光η棱锥以及η个CXD靶面，其中，n ^ 8 ;将重叠输入的η束激光经阴影仪后依次通过平行光准直物镜组、成像物镜组及分光η棱锥，分光η棱锥对η束激光光束均匀地分为η路，分别在η个CCD靶面上对目标的成像光斑进行清晰成像。
[0006]一种基于分光棱锥式的超高速序列激光阴影成像装置，所述平行光准直物镜组包括:入瞳直径为20mm-60mm且焦距为156.14mm双凸透镜、入瞳直径为20mm-60mm且焦距为177.85mm双凸透镜，两个双凸透镜安装在镜筒部件内，保证透镜与透镜之间有3mm空气间隙带；所述成像物镜组包括:入瞳直径为20mm-60mm且焦距125.76mm双凸透镜，入瞳直径20mm-60mm且焦距为2427.52mm的凹透镜，两个透镜安装在镜筒部件内，保证透镜与透镜之间有3mm空气间隙带。
[0007]本发明将重叠输入的η束激光经阴影仪后依次通过平行光准直物镜组、成像物镜组及分光η棱锥均匀地分为η路，分别在η个CCD靶面上成清晰像，以实现超高速序列分幅照相，通过控制激光光源出光时序时间，使分幅相机的幅频达到千万幅/秒，通过控制激光光源系统的脉宽时间甚至可以将分幅相机的幅频达到亿幅/秒。避免现有的在一个ICCD靶面上多次成像时，需要从ICCD上转移前次获取的图像信息。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的超高速序列激光阴影成像装置光路布置图。
[0009]图中1.阴影仪刀口位置，2.平行光准直物镜组，3.—次像，4.成像物镜组，5.分光η棱锥，6.二次像，7.CCD。
【具体实施方式】
[0010]本发明提供一种基于分光棱锥式的超高速序列激光阴影成像装置包括:平行光准直物镜组2、成像物镜组4、分光η棱锥5以及η个CXD (常规相机)的靶面7，η彡8。
[0011]所述平行光准直物镜组2包括:入瞳直径为20mm-60mm且焦距为156.14mm双凸透镜、入瞳直径为20mm-60mm且焦距为177.85mm双凸透镜，两个双凸透镜安装在镜筒部件内，透镜与透镜之间保证3mm空气间隙带。所述成像物镜组4包括:入瞳直径为20mm-60mm且焦距125.76mm双凸透镜，入瞳直径20mm-60mm且焦距为2427.52mm的凹透镜，两个透镜安装在镜筒部件内，透镜与透镜之间保证3_空气间隙带；
[0012]平行光准直物镜组将发散光束约束成平行光束进入成像物镜组，成像物镜组对平行光束进行会聚成像。同时，光束通过平行光准直物镜和成像物镜组对系统光路的像差进行校正。
[0013]将重叠输入的η束激光经阴影仪后依次通过平行光准直物镜组2、成像物镜组4及分光η棱锥5，分光η棱锥5对η束激光光束均匀地分为η路，分别在η个CCD7表面上对目标的成像光斑进行清晰成像。
[0014]将重叠输入的η束激光首先经过阴影仪刀口位置1，在刀口位置后放置平行光准直物镜组2，平行光准直物镜组2是以刀口位置为物面，将其出射激光光束准直为平行光；在平行光准直物镜组2后面形成目标阴影物面的一次像。再经成像物镜组4形成目标阴影物面的二次像，在成像物镜组4后面形成目标刀口像。在目标刀口像位置可以通过分光η棱锥5将每一路光束反射至不同的方向，再通过CCD7可分别采集每一路出射光束所形成目标阴影物面的像。
[0015]说明书中描述的只是该发明的【具体实施方式】。虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域内熟练的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
【主权项】
1.一种基于分光棱锥式的超高速序列激光阴影成像装置，其特征在于，包括:平行光准直物镜组⑵、成像物镜组⑷、分光η棱锥(5)以及η个CXD靶面(7)，其中，η彡8 ;将重叠输入的η束激光经阴影仪后依次通过平行光准直物镜组(2)、成像物镜组(4)及分光η棱锥(5)，分光η棱锥(5)对η束激光光束均匀地分为η路，分别在η个CCD靶面(7)上对目标的成像光斑进行清晰成像。
2.如权利要求1所述的一种基于分光棱锥式的超高速序列激光阴影成像装置，其特征在于，所述平行光准直物镜组(2)包括:入瞳直径为20mm-60mm且焦距为156.14mm双凸透镜、入瞳直径为20mm-60mm且焦距为177.85mm双凸透镜，两个双凸透镜安装在镜筒部件内，保证透镜与透镜之间有3mm空气间隙带；所述成像物镜组(4)包括:入瞳直径为20mm-60mm且焦距125.76mm双凸透镜，入瞳直径20mm-60mm且焦距为2427.52mm的凹透镜，两个透镜安装在镜筒部件内，保证透镜与透镜之间有3_空气间隙带。
【专利摘要】本发明公开提供一种基于分光棱锥式的超高速序列激光阴影成像装置，包括：平行光准直物镜组、成像物镜组、分光n棱锥以及n个CCD靶面，其中，n≥8；将重叠输入的n束激光经阴影仪后依次通过平行光准直物镜组、成像物镜组及分光n棱锥，分光n棱锥对n束激光光束均匀地分为n路，分别在n个CCD靶面上对目标的成像光斑进行清晰成像。采用本发明的技术方案，使超高速激光阴影成像的幅频达到千万幅/秒以上，满足超高速激光阴影成像实验要求。
【IPC分类】G02B27-10, G02B13-00, G03B39-00
【公开号】CN104730855
【申请号】CN201410398565
【发明人】宋强, 黄洁, 谢爱民, 柳森, 罗锦阳, 柯发伟
【申请人】中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年8月8日