CN105425529A - 多序列激光阴影照相中的补偿滤光装置结构 - Google Patents

多序列激光阴影照相中的补偿滤光装置结构 Download PDF

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Abstract

本发明属于超高速瞬态成像领域，涉及一种多序列激光阴影照相中的补偿滤光装置结构，包括主体套筒、成像物镜、第一垫圈、滤光镜调节筒、滤光镜固定筒、滤光镜、第二垫圈、第一保护窗口玻璃、第一压环、限位钉、锁紧螺钉、限位杆、第三垫圈、第二压环、第二压环、第四垫圈、密度渐变滤光片、第二保护窗口玻璃和密度渐变滤光片调节筒。本发明在补偿滤光装置前后端放置保护窗口玻璃，可防止灰尘进入光学元件表面和防潮光学元件表面受潮；密度渐变滤光片可以沿光轴任意旋转，能够快速地和滤光片调节角度进行匹配。

Description

多序列激光阴影照相中的补偿滤光装置结构
技术领域
本发明属于超高速瞬态成像领域，涉及一种多序列激光阴影照相中的补偿滤光装置结构。
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，该照相系统是利用多激光光源光束在不同空间位置及偏折原理进行分光，实现多束光进行重合或分离以对同一目标单独成像。多序列激光阴影照相系统主要包括光源系统、平行光透射成像装置、成像系统及数据采集与处理系统。
由于超高速现象往往伴随强烈的自发光，这些自发光会对测试目标的信息产生干扰，而放置窄带滤光片进行杂光过滤时又会在光路中产生不期望的条纹，另外放置滤光片时还会使得光束不均匀，影响成像质量。为了消除杂光和不影响成像质量，在照相系统的成像系统中使用了补偿滤光装置，但因为补偿滤光装置涉及了多种光学元件，而且每次使用前需要反复对补偿滤光装置进行调试，调试到位后往往难以固定，在下次使用时又需要不断调试。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供补偿滤光装置结构，实现多序列激光阴影成像系统的光路调试。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种多序列激光阴影照相中的补偿滤光装置结构，包括主体套筒、成像物镜、第一垫圈、滤光镜调节筒、滤光镜固定筒、滤光镜、第二垫圈、第一保护窗口玻璃、第一压环、限位钉、锁紧螺钉、限位杆、第三垫圈、第二压环、第二压环、第四垫圈、密度渐变滤光片、第二保护窗口玻璃和密度渐变滤光片调节筒；
主体套筒的前后端分别放置第一保护窗口玻璃和第一保护窗口玻璃，第二保护窗口玻璃与密度渐变滤光片放置在密度渐变滤光片调节筒中，滤光镜放置在第一保护窗口玻璃和成像物镜之间；
密度渐变滤光片调节筒直接套在补偿滤光装置主体套筒上，并用限位钉进行位置固定，滤光镜与第一保护窗口玻璃放在滤光镜调节筒上，滤光镜下面放置限位杆；
密度渐变滤光片调节筒可以沿光轴任意旋转，并用限位钉固定，滤光镜可以通过旋转锁紧螺钉任意改变与光轴的角度，旋转后再进行固定。
本发明具有以下有益效果：
1.在补偿滤光装置前后端放置保护窗口玻璃，满足透射率98％，并可防止灰尘进入光学元件表面和防潮光学元件表面受潮。
2.密度渐变滤光片可以沿光轴任意旋转，能够快速地和滤光片调节角度进行匹配。
3.滤光镜可以垂直于光轴方向0°～30°任意调节，一方面避免成像面的光斑上出现干涉条纹，另一方面实现不同能量大小的衰减，满足感光元件的正常感光。
4.通过结构的设计并形成标准件，在多序列激光阴影照相系统光路调试中将减少两小时左右的调试时间，而且性能稳定，在第一次调试完毕后再次使用时不需要再单独调试补偿滤光装置。
附图说明
图1为补偿滤光装置结构的结构图。
图2为补偿滤光装置结构的爆炸图。
具体实施方式
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：
一种多序列激光阴影照相中的补偿滤光装置结构，如图1和图2所示，包括主体套筒1、成像物镜2、第一垫圈3、滤光镜调节筒4、滤光镜固定筒5、滤光镜6、第二垫圈301、第一保护窗口玻璃7、第一压环8、限位钉9、锁紧螺钉10、限位杆11、第三垫圈302、第二压环801、第二压环802、第四垫圈303、密度渐变滤光片12、第二保护窗口玻璃701和密度渐变滤光片调节筒13；
主体套筒1的前后端分别放置第一保护窗口玻璃7和第一保护窗口玻璃701，第二保护窗口玻璃701与密度渐变滤光片12放置在密度渐变滤光片调节筒13中，滤光镜6放置在第一保护窗口玻璃7和成像物镜2之间；
密度渐变滤光片调节筒13直接套在补偿滤光装置主体套筒1上，并用限位钉9进行位置固定，滤光镜6与第一保护窗口玻璃7放在滤光镜调节筒7上，滤光镜6下面放置限位杆11；
密度渐变滤光片调节筒13可以沿光轴任意旋转，并用限位钉9固定，滤光镜6可以通过旋转锁紧螺钉10任意改变与光轴的角度，旋转后再进行固定。
本发明通过设计补偿滤光装置各种光学元件的调节件，并设计了其调节结构的稳定部件，以及设计了补偿滤光装置的保护窗口，实现了补偿滤光装置在使用前进行调试和封装，在成像系统的光路中可以直接进行使用，并可以防止外界灰尘的影响。

Claims (1)

1.一种多序列激光阴影照相中的补偿滤光装置结构，其特征在于，包括主体套筒(1)、成像物镜(2)、第一垫圈(3)、滤光镜调节筒(4)、滤光镜固定筒(5)、滤光镜(6)、第二垫圈(301)、第一保护窗口玻璃(7)、第一压环(8)、限位钉(9)、锁紧螺钉(10)、限位杆(11)、第三垫圈(302)、第二压环(801)、第二压环(802)、第四垫圈(303)、密度渐变滤光片(12)、第二保护窗口玻璃(701)和密度渐变滤光片调节筒(13)；
主体套筒(1)的前后端分别放置第一保护窗口玻璃(7)和第一保护窗口玻璃(701)，第二保护窗口玻璃(701)与密度渐变滤光片(12)放置在密度渐变滤光片调节筒(13)中，滤光镜(6)放置在第一保护窗口玻璃(7)和成像物镜(2)之间；
密度渐变滤光片调节筒(13)直接套在补偿滤光装置主体套筒(1)上，并用限位钉(9)进行位置固定，滤光镜(6)与第一保护窗口玻璃(7)放在滤光镜调节筒(7)上，滤光镜(6)下面放置限位杆(11)；
密度渐变滤光片调节筒(13)可以沿光轴任意旋转，并用限位钉(9)固定，滤光镜(6)可以通过旋转锁紧螺钉(10)任意改变与光轴的角度，旋转后再进行固定。
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