CN104730723A - 一种用于阴影成像的自发光消除装置 - Google Patents

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宋强
黄洁
柯发伟
谢爱民
王宗浩
焦德志
柳森
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Ultra High Speed Aerodynamics Institute China Aerodynamics Research and Development Center
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/288—Filters employing polarising elements, e.g. Lyot or Solc filters

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Abstract

本发明公开一种用于阴影成像的自发光消除装置，用于阴影成像系统，包括：偏振消光装置，采用两组偏振方向不一致的低通消光片，用于对激光及带有偏振性的光束能量进行衰减；偏振滤光装置，由一组偏振滤光片组成，用于滤除激光照明光束波长之外的所有非偏振光束，偏振消光装置与物镜前端连接，物镜后端与偏振滤光装置前端连接，偏振滤光装置后端与数字相机连接。采用本发明的技术方案，能够克服在观察超高速瞬态现象时，因自发光参与成像后造成图像信息被掩盖的影响，实现超高速瞬态现象的清晰成像。

Description

一种用于阴影成像的自发光消除装置
技术领域
本发明属于激光照明阴影成像技术领域，尤其涉及一种用于阴影成像的自发光消除装置。
背景技术
随着对超高速瞬态现象的不断研究发展，需要准确了解超高速瞬态现象的演变过程。超高速瞬态过程主要包括脉冲燃烧反应、超高速飞行物及超高速碰撞等，这些变化过程中，会因为燃烧、飞行物与空气摩擦及碰撞产生的火光，都是属于强烈的自发光现象，是无法克服的。在使用成像设备进行观察时，若使用激光光源作为照明光源，其光源能量无法掩盖实验过程中产生的自发光，使其自发光与激光束一起参与瞬态过程成像，导致获得的图像中，部分瞬态过程的细节图像会被自发光现象掩盖，使实验无法获取有效的图像信息。为此，我们需要将所有的光信息在进入成像设备前，减弱或消除这种自发光现象，使成像设备获得的图像信息清晰。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于阴影成像的自发光消除装置，能够克服在观察超高速瞬态现象时，因自发光参与成像后造成图像信息被掩盖的影响，实现超高速瞬态现象的清晰成像。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种用于阴影成像的自发光消除装置，用于阴影成像系统，包括：偏振消光装置，采用两组偏振方向不一致的低通消光片，用于对激光及带有偏振性的光束能量进行衰减；偏振滤光装置，由一组偏振滤光片组成，用于滤除激光照明光束波长之外的所有非偏振光束，其中，偏振消光装置与物镜前端连接，物镜后端与偏振滤光装置前端连接，偏振滤光装置后端与数字相机连接。
本发明将偏振消光装置与物镜前端连接，物镜后端与偏振滤光装置前端连接，偏振滤光装置后端与数字相机连接，当采用高能量激光光源作为阴影照相系统光源时，对带有强烈自发光现象的目标进行数字成像，滤除自发光对数字图像清晰度的影响，实现超高速瞬态现象的清晰成像。
附图说明
图1为本发明的自发光消除装置结构示意图
图中：1.阴影成像系统，2.偏振消光片装置，3.物镜，4.偏振滤光装置，5.数字相机
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种自发光消除装置，用于阴影成像系统1，包括：偏振消光装置2，采用两组偏振方向不一致的低通消光片，低通消光片的消光透过率为15％～20％，用于对激光及带有偏振性的光束能量进行衰减；偏振滤光装置4，由一组偏振滤光片组成，所述的滤光片为窄带滤光片，其透过带宽为1nm～3nm，透过率大于85％，用于滤除激光照明光束波长之外的所有非偏振光束。偏振消光装置2与物镜3前端连接，物镜3后端与偏振滤光装置4前端连接，偏振滤光装置后端与数字相机5连接。
采用照明光源为高能量激光光源，光源能量为40mJ-200mJ，光学成像系统为阴影成像系统；当激光发射光束进入阴影成像系统，由于激光能量远大于自发光能量，通过物镜前安装偏振消光装置后，激光和自发光一起进行等比例消光，达到激光束已基本掩盖了自发光。因自发光为全光谱光，它同样存在与激光对应波长的光束，需要在阴影成像物镜后数字相机前安装偏振滤光装置，偏振滤光片的带宽为激光光源的脉宽范围，一般为3nm，对进入数字相机前的光束进行偏振滤光，进一步减少自发光的能量，使进入数字相机的图像信息不包含自发光信息。
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。

Claims (4)

1.一种用于阴影成像的自发光消除装置，用于阴影成像系统(1)，其特征在于，包括：偏振消光装置(2)，采用两组偏振方向不一致的低通消光片，用于对激光及带有偏振性的光束能量进行衰减；偏振滤光装置(4)，由一组偏振滤光片组成，用于滤除激光照明光束波长之外的所有非偏振光束，其中，偏振消光装置(2)与物镜(3)前端连接，物镜(3)后端与偏振滤光装置(4)前端连接，偏振滤光装置后端与数字相机(5)连接。
2.如权利要求1所述一种用于阴影成像的自发光消除装置，其特征在于，所述的低通消光片的消光透过率为15％～20％。
3.如权利要求1或2所述一种用于阴影成像的自发光消除装置，其特征在于，所述的滤光片为窄带滤光片，其透过带宽范围为激光光源的脉宽范围。
4.如权利要求3所述一种用于阴影成像的自发光消除装置，其特征在于，滤光片透过带宽范围为1nm～3nm，透过率大于85％。
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