多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于多序列激光陰影照相系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)包括3組透鏡、濾光片、10組反射鏡、7組分束鏡、8個偏振片、8個小孔光闌。通過本發(fā)明的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)，將重合的8束光均勻分離，并將分離后的8路光束對應(yīng)在8個相機(jī)上。通過改變激光光源的出光時間，實現(xiàn)不同時刻的目標(biāo)圖像成像至不同的相機(jī)上，即產(chǎn)生8個序列圖像。同時，因使用的激光束的脈寬小于10納秒，所以對應(yīng)的光束曝光時間也小于10納秒。
【專利說明】 多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多序列激光陰影照相系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國航天技術(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)時間僅為微秒甚至納秒級的超高速瞬態(tài)變化過程，需要有一種成像系統(tǒng)能夠?qū)@一過程進(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)。這種成像系統(tǒng)除了幅頻要求達(dá)到1000萬幅/秒(即曝光成像時間最短100ns)，能夠?qū)Τ咚偎矐B(tài)變化過程進(jìn)行序列成像夕卜，還必須確保每幅圖像的分辨率足夠聞，曝光時間足夠短，從而提聞成像清晰度，減小超高速運動引起圖像的模糊失真。
[0003]目前國內(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、曝光成像時間大于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，每幅圖像的曝光時間難以小于100ns。國內(nèi)數(shù)字式序列成像系統(tǒng)在研制和生產(chǎn)上還不成熟，難以滿足工程化的需要。國外序列數(shù)量大于8個，曝光時間小于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光電快門實現(xiàn)序列成像，但這類高端產(chǎn)品對我國實行禁運和技術(shù)封鎖。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明需要解決的問題是:提供一種多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)，結(jié)合多序列激光陰影照相中的其它部分可以實現(xiàn)對超高速目標(biāo)變化過程2?8序列成像，且曝光時間小于10ns。
[0005]為解決上述技術(shù)問題:本發(fā)明提出了一種多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)，包括3組透鏡、濾光片、10組反射鏡、7組分束鏡、8個偏振片、8個小孔光闌；3組透鏡分別為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡，10組反射鏡分別為第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡、第六反射鏡、第七反射鏡、第八反射鏡、第九反射鏡、第十反射鏡，7組分束鏡分別為第一分束鏡、第二分束鏡、第三分束鏡、第四分束鏡、第五分束鏡、第六分束鏡、第七分束鏡，8個小孔光闌分別為第一小孔光闌、第二小孔光闌、第三小孔光闌、第四小孔光闌、第五小孔光闌、第六小孔光闌、第七小孔光闌、第八小孔光闌，8個偏振片分別為第一偏振片、第二偏振片、第三偏振片、第四偏振片、第五偏振片、第六偏振片、第七偏振片、第八偏振片；
[0006]從多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的準(zhǔn)直系統(tǒng)光束匯聚到光束入口，經(jīng)過第一透鏡后光束變?yōu)槠叫泄馐?，平行光束依次?jīng)過濾光片、第一反射鏡及第三分束鏡后，平行光束分為2路，即第一路光束、第二路光束；第一路光束依次通過第五反射鏡、第二反射鏡、第二透鏡、第一分束鏡后平行光束又分為2路，即第三路光束與第四路光束；第三路光束依次通過第三反射鏡、第七分束鏡后平行光束又分為2路，即第五路光束、第六路光束；第五路光束依次通過第十反射鏡、第一小孔光闌、第一偏振片后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像；第二路光束依次通過第九反射鏡、第三透鏡、第五分束鏡后，平行光束又分為2路，即第七路光束、第八路光束,第七路光束依次通過第八反射鏡、第六分束鏡、第七小孔光闌、第七偏振片后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像；第四路平行光束依次通過第二小孔光闌、第二偏振片后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像；第六路平行光束依次通過第六小孔光闌、第六偏振片后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像；第八路平行光束依次通過第八小孔光闌、第八偏振片后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像。
[0007]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0008]由于通過本發(fā)明的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)，可以將重合的8束光均勻分離，并將分離后的8路光束對應(yīng)在8個相機(jī)上。通過改變激光光源的出光時間，可以實現(xiàn)不同時刻的目標(biāo)圖像成像至不同的相機(jī)上，即產(chǎn)生8個序列圖像。同時，因使用的激光束的脈寬小于10納秒，所以對應(yīng)的光束曝光時間也小于10納秒。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是用于多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0011]多序列激光陰影照相系統(tǒng)包括光源系統(tǒng)、準(zhǔn)直系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，光源系統(tǒng)用于產(chǎn)生序列激光束，準(zhǔn)直系統(tǒng)對序列激光束進(jìn)行準(zhǔn)直，成像系統(tǒng)對序列激光束進(jìn)行分光和成像，數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)實現(xiàn)對成像系統(tǒng)中的相機(jī)進(jìn)行控制和圖像數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)包括3組透鏡、濾光片3、10組反射鏡、7組分束鏡、8個偏振片、8個小孔光闌。
[0012]反射鏡用于對光束的反射，并不產(chǎn)生雜光。
[0013]分束鏡用于對光束進(jìn)行分光，并不產(chǎn)生雜光。
[0014]透鏡用于對準(zhǔn)直系統(tǒng)進(jìn)入的光束再次準(zhǔn)直像。
[0015]小孔光闌用于對不需要通過的序列光束進(jìn)行阻擋。
[0016]偏振片用于阻擋不需要通過的序列光束，是小孔光闌功能的補(bǔ)充。
[0017]濾光片用于過濾光源波長以外的光束，以消除測試區(qū)域的自發(fā)光。
[0018]3組透鏡分別為第一透鏡1、第二透鏡131、第三透鏡132。10組反射鏡分別為第一反射鏡401、第二反射鏡402、第三反射鏡403、第四反射鏡404、第五反射鏡405、第六反射鏡406、第七反射鏡407、第八反射鏡408、第九反射鏡409、第十反射鏡410。7組分束鏡分別為第一分束鏡501、第二分束鏡502、第三分束鏡503、第四分束鏡504、第五分束鏡505、第六分束鏡506、第七分束鏡507。8個小孔光闌分別為第一小孔光闌601、第二小孔光闌602、第三小孔光闌603、第四小孔光闌604、第五小孔光闌605、第六小孔光闌606、第七小孔光闌607、第八小孔光闌608。8個偏振片分別為第一偏振片701、第二偏振片702、第三偏振片703、第四偏振片704、第五偏振片705、第六偏振片706、第七偏振片707、第八偏振片708。
[0019]從多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的準(zhǔn)直系統(tǒng)光束匯聚到光束入口 12，經(jīng)過第一透鏡I后光束變?yōu)槠叫泄馐?，平行光束依次?jīng)過濾光片3、第一反射鏡401及第三分束鏡503后，平行光束分為2路,即第一路光束、第二路光束；第一路光束依次通過第五反射鏡405、第二反射鏡402、第二透鏡131、第一分束鏡501后平行光束又分為2路，即第三路光束與第四路光束；第三路光束依次通過第三反射鏡403、第七分束鏡507后平行光束又分為2路，即第五路光束、第六路光束；第五路光束依次通過第十反射鏡410、第一小孔光闌601、第一偏振片701后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像。第二路光束依次通過第九反射鏡409、第三透鏡132、第五分束鏡505后，平行光束又分為2路，即第七路光束、第八路光束。第七路光束依次通過第八反射鏡408、第六分束鏡506、第七小孔光闌607、第七偏振片707后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像。第四路平行光束依次通過第二小孔光闌602、第二偏振片702后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像。第六路平行光束依次通過第六小孔光闌606、第六偏振片706后,光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上,對測試目標(biāo)進(jìn)行成像。第八路平行光束依次通過第八小孔光闌608、第八偏振片708后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像。
【權(quán)利要求】
1.一種多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的成像系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)，包括3組透鏡、濾光片(3)、10組反射鏡、7組分束鏡、8個偏振片、8個小孔光闌；3組透鏡分別為第一透鏡(I)、第二透鏡(131)、第三透鏡(132)，10組反射鏡分別為第一反射鏡(401)、第二反射鏡(402)、第三反射鏡(403)、第四反射鏡(404)、第五反射鏡(405)、第六反射鏡(406)、第七反射鏡(407)、第八反射鏡(408)、第九反射鏡(409)、第十反射鏡(410)，7組分束鏡分別為第一分束鏡(501)、第二分束鏡(502)、第三分束鏡(503)、第四分束鏡(504)、第五分束鏡(505)、第六分束鏡(506)、第七分束鏡(507)，8個小孔光闌分別為第一小孔光闌￠01)、第二小孔光闌(602)、第三小孔光闌(603)、第四小孔光闌(604)、第五小孔光闌(605)、第六小孔光闌(606)、第七小孔光闌(607)、第八小孔光闌(608) ,8個偏振片分別為第一偏振片(701)、第二偏振片(702)、第三偏振片(703)、第四偏振片(704)、第五偏振片(705)、第六偏振片(706)、第七偏振片(707)、第八偏振片(708)； 從多序列激光陰影照相系統(tǒng)中的準(zhǔn)直系統(tǒng)光束匯聚到光束入口(12)，經(jīng)過第一透鏡(I)后光束變?yōu)槠叫泄馐?，平行光束依次?jīng)過濾光片(3)、第一反射鏡(401)及第三分束鏡(503)后,平行光束分為2路,即第一路光束、第二路光束；第一路光束依次通過第五反射鏡(405)、第二反射鏡(402)、第二透鏡(131)、第一分束鏡(501)后平行光束又分為2路，SP第三路光束與第四路光束；第三路光束依次通過第三反射鏡(403)、第七分束鏡(507)后平行光束又分為2路，即第五路光束、第六路光束；第五路光束依次通過第十反射鏡(410)、第一小孔光闌(601)、第一偏振片(701)后,光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上,對測試目標(biāo)進(jìn)行成像；第二路光束依次通過第九反射鏡(409)、第三透鏡(132)、第五分束鏡(505)后，平行光束又分為2路，即第七路光束、第八路光束，第七路光束依次通過第八反射鏡(408)、第六分束鏡(506)、第七小孔光闌￠07)、第七偏振片(707)后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像；第四路平行光束依次通過第二小孔光闌￠02)、第二偏振片(702)后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像；第六路平行光束依次通過第六小孔光闌￠06)、第六偏振片(706)后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像；第八路平行光束依次通過第八小孔光闌￠08)、第八偏振片(708)后，光束入射至對應(yīng)的相機(jī)上，對測試目標(biāo)進(jìn)行成像。
【文檔編號】G03B39/00GK104238259SQ201410342899
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】謝愛民, 柳森, 宋強(qiáng), 鄭蕾, 柯發(fā)偉, 羅慶, 黃潔 申請人:中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所