CN105425508A - 用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置 - Google Patents

用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105425508A
CN105425508A CN201510801315.0A CN201510801315A CN105425508A CN 105425508 A CN105425508 A CN 105425508A CN 201510801315 A CN201510801315 A CN 201510801315A CN 105425508 A CN105425508 A CN 105425508A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polarizing
polarizer
light
splitting device
shadowgraph
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510801315.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105425508B (zh
Inventor
谢爱民
黄洁
宋强
文雪忠
柯发伟
李晶
郑蕾
柳森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ultra High Speed Aerodynamics Institute China Aerodynamics Research and Development Center
Original Assignee
Ultra High Speed Aerodynamics Institute China Aerodynamics Research and Development Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ultra High Speed Aerodynamics Institute China Aerodynamics Research and Development Center filed Critical Ultra High Speed Aerodynamics Institute China Aerodynamics Research and Development Center
Priority to CN201510801315.0A priority Critical patent/CN105425508B/zh
Publication of CN105425508A publication Critical patent/CN105425508A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105425508B publication Critical patent/CN105425508B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • G03B15/05—Combinations of cameras with electronic flash apparatus; Electronic flash units
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B39/00—High-speed photography

Abstract

本发明属于超高速瞬态成像领域，涉及一种用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置，包括起偏装置和偏振分光器件，起偏装置的组件包括起偏器和起偏器筒，偏振分光器件的组件包括偏振片、偏振套筒、第一光学防护玻璃、第二光学防护玻璃和防护套筒。本发明利用偏振片只能透射与偏振方向一致的光原理，多序列激光阴影照相系统中光源系统经过多光源空间分离装置出来的不同序列激光束偏振特性已经消失，通过在多光源空间分离装置出来的光束焦斑位置放置起偏器，通过起偏器出来的光束偏振方向与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°。

Description

用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置
技术领域
本发明属于超高速瞬态成像领域，涉及一种用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置。
背景技术
随着我国航天技术、武器装备和基础学科的发展，涉及超高速空气动力学、超高速碰撞、爆炸与冲击、燃烧与化学反应等领域的研究不断深入。在这些研究工作中，许多现象是持续时间仅为微秒甚至纳秒级的超高速瞬态变化过程，需要有一种照相系统能够对这一过程进行清晰、连续地成像记录，以便掌握物理现象的本质。这种照相系统除了幅频要求达到1000万幅/秒(即曝光成像时间最短100ns)，能够对超高速瞬态变化过程进行序列成像外，还必须确保每幅图像的分辨率足够高，曝光时间足够短，从而提高成像清晰度，减小超高速运动引起图像的模糊失真。
目前国内只有中科院西安光机所、深圳大学能生产序列数量大于8个、曝光成像时间大于200纳秒的转镜式分幅胶片成像系统，由于采用机械旋转的方式，每幅图像的曝光时间难以小于100ns。国内数字式序列成像系统在研制和生产上还不成熟，难以满足工程化的需要。国外序列数量大于8个，曝光时间小于100ns的超高速数字成像系统技术比较成熟，通常采用昂贵的纳秒级光电快门实现序列成像，但这类高端产品对我国实行禁运和技术封锁。
为了满足超高速目标变化过程多序列成像，发展了多序列激光阴影照相系统，系统主要包括光源系统、准直系统、成像系统及数据采集与处理系统。在一次测试中，系统可以实现2序列到8序列激光阴影成像。
多序列激光阴影照相系统中多序列激光光源发出的多序列光束通过多光源空间分离装置进入准直系统后变为平行光束，平行光束穿过测试区域后再由准直系统进行汇聚形成多个聚焦光斑。多序列光束在多光源空间分离装置的出口处有多个焦斑，为了在多序列激光阴影照相系统中的成像系统能够把不同光束进行分开，多个焦斑不能完全重合，而是分布在一定直径内，这样通过成像系统的系列反射镜和分束镜就可以把不同序列的激光束进行分开。该直径越大，一个焦斑周围的两个焦斑形成的光束通过成像系统后产生的杂光影响就越小，不同光束更容易在空间上进行分开，但不同序列光束穿过测试区域的重合度就越小。经过测试，当分布直径在10mm时，测试区域的重合度为95％。多序列激光阴影照相系统在对测试区域成像时，未完全重合的区域信息不同序列成像时会丢失该信息，因此测试区域重合度越小，测试的信息丢失得越多，就越不利于多序列成像。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置，提高序列激光阴影照相系统中测试区域的重合度。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置，包括起偏装置和偏振分光器件，起偏装置的组件包括起偏器和起偏器筒，偏振分光器件的组件包括偏振片、偏振套筒、第一光学防护玻璃、第二光学防护玻璃和防护套筒；
起偏器放置在起偏器筒，偏振片放在偏振套筒中，在偏振片两端放置了第一光学防护玻璃和第二光学防护玻璃，第一光学防护玻璃放置在防护套筒中。
本发明利用偏振片只能透射与偏振方向一致的光原理，多序列激光阴影照相系统中光源系统经过多光源空间分离装置出来的不同序列激光束偏振特性已经消失，通过在多光源空间分离装置出来的光束焦斑位置放置起偏器，通过起偏器出来的光束偏振方向与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°。在多序列激光阴影照相系统中成像系统不同序列光路中放置与对应序列光束中的起偏器偏振方向一致的偏振片，就可以减小相邻光束在成像系统中产生的杂光，进一步可以减小焦斑所在的圆直径，提高测试区域的重合度。
附图说明
图1为多序列激光阴影照相系统的光源系统附属装置多光束空间分离装置的示意图；
图2为多光束空间分离装置的结构图；
图3为偏振分光器件的结构图；
图4为起偏装置的结构图。
具体实施方式
一种用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置包括起偏装置7和偏振分光器件，如图3和图4所示，起偏装置7的组件包括起偏器15和起偏器筒14，偏振分光器件的组件包括偏振片8、偏振套筒9、第一光学防护玻璃11、第二光学防护玻璃13和防护套筒12；
起偏器15放置在起偏器筒14中，起偏器筒14放置在多光源空间分离装置的多光源空间分离盘5上；
偏振片8放在偏振套筒9中，在偏振片8两端放置了第一光学防护玻璃11和第二光学防护玻璃13，以防止灰尘及潮气进入偏振片8，第一光学防护玻璃11放置在防护套筒12中，通过旋转偏振套筒9可以改变偏振片8的偏振方向，调整完后由固定螺钉10固定在防护套筒12上面。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，光源系统1发出的序列光束通过光纤2进入多光源空间分离装置3，多光源空间分离装置3的前端安置了多光源空间分离盘5，多根光纤的输出端位于多光源空间分离盘5上，并呈均匀分布。
图2为多光源空间分离盘5的侧视放大图，多根光纤输出端发出的光束未扩束形成了多个焦斑6，各焦斑6所占的圆直径越大，越有利于多序列激光阴影照相系统中成像系统的分光装置对不同序列光束进行分光，但该圆直径越大，对测试区域的重合度越小；而圆直径越小，相邻第一焦斑601和相邻第二焦斑602形成的光束会在成像系统中产生杂光，成像系统难以对这些杂光进行消除，影响成像清晰度。因此，在多光源空间分离盘5上每一个对应的焦斑6放置了起偏装置7，而且相邻第一焦斑601和相邻第二焦斑602的相邻第一起偏器701和相邻第二起偏器702的偏振方向一致，但和起偏器15的偏振方向相差90°。
在多序列激光阴影照相系统中的成像系统每个序列光路中放置偏振分光器件，其偏振方向与起偏器的偏振方向一致。
当分布直径在10mm时，本发明测试区域的重合度达到98％。

Claims (1)

1.一种用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置，其特征在于，包括起偏装置(7)和偏振分光器件，起偏装置(7)的组件包括起偏器(15)和起偏器筒(14)，偏振分光器件的组件包括偏振片(8)、偏振套筒(9)、第一光学防护玻璃(11)、第二光学防护玻璃(13)和防护套筒(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)两端放置了第一光学防护玻璃(11)和第二光学防护玻璃(13)，第一光学防护玻璃(11)放置在防护套筒(12)中。
CN201510801315.0A 2015-11-20 2015-11-20 用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置 Active CN105425508B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510801315.0A CN105425508B (zh) 2015-11-20 2015-11-20 用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510801315.0A CN105425508B (zh) 2015-11-20 2015-11-20 用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105425508A true CN105425508A (zh) 2016-03-23
CN105425508B CN105425508B (zh) 2019-02-01

Family

ID=55503808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510801315.0A Active CN105425508B (zh) 2015-11-20 2015-11-20 用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105425508B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113381271A (zh) * 2021-06-01 2021-09-10 中国科学院理化技术研究所 一种偏振激光分光装置及系统
CN114509911A (zh) * 2021-12-28 2022-05-17 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种同轴超高速多序列激光阴影成像装置
CN117031744A (zh) * 2023-10-07 2023-11-10 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种基于石英圆管的成像光学系统和方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11160655A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Nagano Kogaku Kenkyusho:Kk 偏光光源装置
WO2001055774A2 (en) * 2000-01-25 2001-08-02 3M Innovative Properties Company Reflective lcd projection system using wide-angle cartesian polarizing beam splitter and color separation and recombination prisms
EP2060227A1 (en) * 2007-11-15 2009-05-20 Carestream Health, Inc. Multimodal imaging system for tissue imaging
CN101581837A (zh) * 2009-03-26 2009-11-18 南京大学 一种双向光隔离器的设置方法
CN101685162A (zh) * 2009-07-21 2010-03-31 中国科学院光电技术研究所 一种白天星体探测装置
CN104730723A (zh) * 2014-08-08 2015-06-24 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种用于阴影成像的自发光消除装置
CN205247030U (zh) * 2015-11-20 2016-05-18 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 用于序列激光阴影照相的偏振分光装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11160655A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Nagano Kogaku Kenkyusho:Kk 偏光光源装置
WO2001055774A2 (en) * 2000-01-25 2001-08-02 3M Innovative Properties Company Reflective lcd projection system using wide-angle cartesian polarizing beam splitter and color separation and recombination prisms
EP2060227A1 (en) * 2007-11-15 2009-05-20 Carestream Health, Inc. Multimodal imaging system for tissue imaging
CN101581837A (zh) * 2009-03-26 2009-11-18 南京大学 一种双向光隔离器的设置方法
CN101685162A (zh) * 2009-07-21 2010-03-31 中国科学院光电技术研究所 一种白天星体探测装置
CN104730723A (zh) * 2014-08-08 2015-06-24 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种用于阴影成像的自发光消除装置
CN205247030U (zh) * 2015-11-20 2016-05-18 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 用于序列激光阴影照相的偏振分光装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
柳森等: "超高速碰撞碎片云的四序列激光阴影照相", 《试验流体力学》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113381271A (zh) * 2021-06-01 2021-09-10 中国科学院理化技术研究所 一种偏振激光分光装置及系统
CN114509911A (zh) * 2021-12-28 2022-05-17 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种同轴超高速多序列激光阴影成像装置
CN117031744A (zh) * 2023-10-07 2023-11-10 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种基于石英圆管的成像光学系统和方法
CN117031744B (zh) * 2023-10-07 2023-12-15 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种基于石英圆管的成像光学系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105425508B (zh) 2019-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2261601B1 (de) Koordinatenmessgerät
CN109100876B (zh) 多光轴平行调节装置及多光轴平行调节方法
CN105425508A (zh) 用于序列激光激光阴影照相偏振分光装置
US9995882B2 (en) Photonic synthesis of large aperture telescopes from multi-telescope arrays
GB2539844A (en) Dual-optical-path optical centering instrument for eliminating stray light
CN205229658U (zh) 多序列激光阴影照相系统中的补偿滤光装置结构
KR101493451B1 (ko) 다축 광학계의 축 정렬 점검장치 및 이의 정렬점검방법
RU2015125056A (ru) Командирский прицельно-наблюдательный комплекс
CN104238259A (zh) 多序列激光阴影照相系统中的成像系统光路结构
CN105353516A (zh) 单一探测器对光瞳光轴分区域成像的双光束合成传感器
CN102752503A (zh) 双光路四ccd拼接电视摄像装置
CN205247030U (zh) 用于序列激光阴影照相的偏振分光装置
CN106597422B (zh) 小型化光电被动测距装置
CN205247029U (zh) 多序列激光阴影照相系统中的补偿滤光装置
CN105425529B (zh) 多序列激光阴影照相中的补偿滤光装置结构
CN105445930A (zh) 红外与微光融合的夜视侦察系统前端光机结构
CN108614352B (zh) 无2/1机构的望远光学系统
CN108955640A (zh) 基于合成孔径技术的空间可重构遥感相机
CN105739219B (zh) 多序列激光阴影照相系统
CN204086802U (zh) 多序列激光阴影照相系统中的成像系统光路结构
CN104049353A (zh) 基于瞳孔遮挡的离焦的太阳望远镜导星镜
RU2664788C1 (ru) Оптико-электронная система поиска и сопровождения цели
CN105263016A (zh) 一种立体光学系统及其成像方法
CN105425528B (zh) 多序列激光阴影照相中的补偿滤光装置
RU2467285C1 (ru) Устройство для измерения угла скручивания

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant