CN106596064B - 同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置及方法，旨在解决解决传统测试方法的测量结果不准确、视场不匹配时光能损失较大以及测试对激光器的要求较高的弊端。装置包括依次设置在同一光路上的激光器、分光镜、准直物镜、分辨力板和望远镜；所述分光镜的反射光路上设置有快二极管，快二极管用于产生待测量条纹相机同步扫描电路的触发信号；从准直物镜输出的准直激光束照亮所述分辨力板，所述分辨力板通过所述望远镜成像在待测条纹相机狭缝上，所成的分辨力板的像与分辨力板共轭。
Description
技术领域
本发明属光电检测领域，涉及条纹相机空间分辨力的测量装置及测量方法，尤其涉及同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置及测量方法。
背景技术
条纹相机是同时具备超高时间分辨与高空间分辨的唯一高端科学测量与诊断仪器，是实现微观和超快过程探测的必要手段，对于基础前沿科学研究和重大原始性创新具有重意义。同步扫描条纹相机属于条纹相机中的一种，其可以测试弱周期光场的瞬时变化。在许多基础科学和应用科学的研究中，如光合作用机理的研究、激子迁移、电子自旋驰豫、电荷转移、能量转移和分子振动等过程的研究都要涉及到超短弱光现象的诊断。同步扫描的条纹相机是对光激发导致的分子结构变化、电子能量传递、分子组成的复杂性、电子质子传递研究的有力工具。随着我国同步扫描条纹相机的研制水平不断提高，对同步扫描条纹相机的动态空间分辨力的标定也提出了新的挑战，新标定方法的探索和高精度的标定装置研制十分必要。
传统测试方法：方法一：同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量是采用重频激光器产生的窄脉冲照射紧贴条纹相机扫描狭缝处的分辨力板，使条纹相机在动态扫描模式下采集条纹像，来获取条纹相机的动态空间分辨力。由于靶板厚度、贴合面有间隙、照射光均匀性等多种因素的影响，采用这种方法测得的动态空间分辨力往往低于条纹相机的实际空间分辨力。方法二：测试也用重频激光器产生的窄脉冲照射分辨力板，分辨力板通过物镜成像在条纹相机扫描狭缝处，通过调整条纹相机的姿态，获取清晰的条纹像，测得条纹相机的空间分辨力。采用这种方法测试时，视场不匹配时光能损失较大，测试对激光器均匀性、光能量的要求较高，设备的通用性较差。
发明内容
为解决传统测试方法的测量结果不准确、视场不匹配时光能损失较大以及测试对激光器的要求较高的弊端，本发明提出了一种同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置及方法，能对同步扫描条纹相机的动态空间分辨力进行高精度测量。
本发明的技术方案是：
同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置，其特殊之处在于：包括依次设置在同一光路上的激光器、分光镜、准直物镜、分辨力板和望远镜；所述分光镜的反射光路上设置有快二极管，快二极管用于产生待测量条纹相机同步扫描电路的触发信号；从准直物镜输出的准直激光束照亮所述分辨力板，所述分辨力板通过所述望远镜成像在待测条纹相机狭缝上，所成的分辨力板的像与分辨力板共轭。
上述测量装置还包括夹持框，所述分辨力板安装在该夹持框内。
同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置，其特殊之处在于：包括依次设置在同一光路上的激光器、分光镜和用于产生待测量条纹相机同步扫描电路的触发信号的快二极管；沿所述分光镜的反射光路依次设置有准直物镜、分辨力板和望远镜；从准直物镜输出的准直激光束照亮所述分辨力板，所述分辨力板通过所述望远镜成像在待测条纹相机狭缝上，所成的分辨力板的像与分辨力板共轭。
上述测量装置还包括夹持框，所述分辨力板安装在该夹持框内。
测试同步扫描条纹相机动态空间分辨力的方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：
1)分光
将激光器输出的激光分成两束光：一束光进入快二极管转换成电平信号，作为待测条纹相机同步扫描电路的触发信号；另一束光照亮分辨力板，使分辨力板通过望远镜成像在待测条纹相机狭缝上；
2)获取动态空间分辨力
利用待测条纹相机在同步扫描模式下采集步骤1)中分辨力板在相机狭缝上所成的像，此时条纹相机所能分辨的最小空间分辨线对为动态扫描模式下该条纹相机的动态空间分辨力。
上述步骤1)中，分光镜的反射光进入快二极管。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过望远镜对分辨力板所成共轭像落在条纹相机狭缝处，避免了传统测量方法中将分辨力板与条纹相机狭缝贴合时间隙和靶板厚度引入的测量误差，实现对同步扫描条纹相机动态空间分辨力的高精度测量。
2、本发明中条纹相机狭缝处所成的分辨力板像，在进入条纹相机狭缝后按平行光传输，光能损失小(激光通过准直镜后，成准直光，准直光即为平行光，通过望远镜后还是平行光，进入条纹相机后还是平行光，不会将光打在条纹相机镜筒内壁上，所以能减小光能损失)，同时条纹相机镜筒内壁产生的杂散光较小，目标对比度高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1-激光器、2-分光镜、3-快二级管、4-准直物镜、5-分辨力板、6-夹持框、7-望远镜。
具体实施方式
如图1所示，本发明所提供的同步扫描条纹相机空间分辨力的测量装置利用激光器1、分光镜2、快二极管3、准直物镜4、安装在夹持框6内的分辨力板5(分辨力板也叫分辨率板，是一种目标靶板)和望远镜7的组合，在激光的照射下，使分辨力板5通过望远镜7成像到待测条纹相机的狭缝上，通过快二极管产生的电平信号触发条纹相机扫描，实现对待测条纹相机动态空间分辨力的测量。
具体工作过程为：
工作时，开启激光器1，输出稳定后，激光器1输出的激光通过分光镜2分光：一束光经分光镜2反射后，进入快二极管3，通过光电转换成电平信号，作为条纹相机同步扫描电路的触发信号；一束光经准直物镜4后，成准直激光束，准直激光束照亮分辨力板5，分辨力板5通过望远镜7后，成共轭像成像在待测同步扫描条纹相机狭缝上，通过条纹相机在同步扫描模式下采集条纹像，获取此动态扫描模式下的条纹相机动态分辨力。
分辨力板经望远镜后成共轭像，望远镜的放大率需提前定标，定标方法为本领域技术人员常规技术手段，在此不作详述。若在动态扫描模式下，同步扫描条纹相机可分辨的分辨力板上对应的线对为N0(lp/mm),则同步扫描条纹相机的实际动态空间分辨力为N0/β(lp/mm)，β为望远镜的放大率。
Claims (6)
1.同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置，其特征在于：包括依次设置在同一光路上的激光器、分光镜、准直物镜、分辨力板和望远镜；所述分光镜的反射光路上设置有快二极管，快二极管用于产生待测量条纹相机同步扫描电路的触发信号；从准直物镜输出的准直激光束照亮所述分辨力板，所述分辨力板通过所述望远镜成像在待测条纹相机狭缝上，所成的分辨力板的像与分辨力板共轭。
2.根据权利要求1所述的同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置，其特征在于：还包括夹持框，所述分辨力板安装在该夹持框内。
3.同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置，其特征在于：包括依次设置在同一光路上的激光器、分光镜和用于产生待测量条纹相机同步扫描电路的触发信号的快二极管；沿所述分光镜的反射光路依次设置有准直物镜、分辨力板和望远镜；从准直物镜输出的准直激光束照亮所述分辨力板，所述分辨力板通过所述望远镜成像在待测条纹相机狭缝上，所成的分辨力板的像与分辨力板共轭。
4.根据权利要求3所述的同步扫描条纹相机动态空间分辨力的测量装置，其特征在于：还包括夹持框，所述分辨力板安装在该夹持框内。
5.测试同步扫描条纹相机动态空间分辨力的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)分光
将激光器输出的激光分成两束光：一束光进入快二极管转换成电平信号，作为待测条纹相机同步扫描电路的触发信号；另一束光照亮分辨力板，使分辨力板通过望远镜成像在待测条纹相机狭缝上；
2)获取动态空间分辨力
利用待测条纹相机在同步扫描模式下采集步骤1)中分辨力板在相机狭缝上所成的像，此时条纹相机所能分辨的最小空间分辨线对为动态扫描模式下该条纹相机的动态空间分辨力。
6.根据权利要求5所述的测试同步扫描条纹相机动态空间分辨力的方法，其特征在于：所述步骤1)中，分光镜的反射光进入快二极管。
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