CN205485093U - 一种基于新型消相干技术的激光纹影装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于新型消相干技术的激光纹影装置，所述基于新型消相干技术的激光纹影装置沿光路依次包括：激光器、聚光镜、消相干装置、匀光器、可调空间滤波器、第一平面反射镜、第一纹影反射镜、第二纹影反射、第二平面反射、刀口、窄带滤光片、成像透镜和高速相机。通过设置消相干装置、匀光器和可调空间滤波器，形成自然发散角，不需要发散透镜，去除光路环境中灰尘等细小颗粒形成散斑现象，可以实现流场探测光的均匀性；流场去相干性后，可以采用金属刀口直接切割光源像点，采集的流场结果不会产生散斑和衍射现象，得到更为清晰和灵敏的流场显示结果。
Description
技术领域
本实用新型涉及纹影装置制造技术领域，特别是指一种基于新型消相干技术的激光纹影装置。
背景技术
近年来，纹影技术是一种常规光学测量方法，主要是用于测量气态或液态引起光线偏折的流场情况,它反映的是折射率场变化的一阶导数情况，在高速风洞现场使用较多，是一种最为直观和传统的流场诊断手段。采用泛光光源的纹影仪叫做常规纹影仪，如果采用激光作为纹影光源，就是激光纹影，采用激光光源主要是利用激光的单色性进行窄带滤光，消除流场自发光和背景光，另外一个用途就是利用激光的方向性，可以产生更大的照度，实现更短的曝光时间要求。
现在激光纹影在各种流场显示方面的应用也较多，但还是存在上述的同样问题，那就是单模激光扩束后照明流场最为均匀，但是这种模式的激光相干性也较好，在光路中遇到灰尘颗粒和模型边界往往造成衍射效应，使得流场很不干净，甚至湮灭了流场本身的信息，最大的影响是采用金属刀口切割光源像点时，存在衍射情况，不能得到清晰和高灵敏度的流场情况。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于新型消相干技术的激光纹影装置，能够解决现有激光纹影技术中存在的激光散斑问题和金属刀口切割光源像点时存在衍射的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种基于新型消相干技术的激光纹影装置，所述基于新型消相干技术的激光纹影装置沿光路依次包括：激光器、聚光镜、消相干装置、匀光器、可调空间滤波器、第一平面反射镜、第一纹影反射镜、第二纹影反射、第二平面反射、刀口、窄带滤光片、成像透镜和高速相机。
优选的，所述消相干装置设置有耐高温散射屏，所述耐高温散射屏位于聚光镜的焦点上。
优选的，消相干装置包括高精密度的可调电机或高频振动的振动装置，所述可调电机带动固定在电机轴上的耐高温散射屏转动，所述振动装置带动固定在振动装置上的耐高温散射屏振动。
优选的，所述耐高温散射屏为耐高温透射式散射屏。
优选的，所述激光器为连续激光光源或脉冲激光光源。
优选的，所述激光器发出的激光通过聚光镜会聚后，照射到消相干装置的耐高温散射屏上，耐高温散射屏散射的光经过匀光器和可调空间滤波器，照到第一平面反射镜反射后，被第一纹影反射镜准直成为平行光照明流场，经第二纹影反射镜会聚，并由第二平面反射镜反射后交于一点，刀口切割该像点，并在窄带滤光片滤光后，成像透镜对流场聚焦成像，高速相机记录。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中， 通过设置消相干装置、匀光器和可调空间滤波器，形成自然发散角，不需要发散透镜，去除光路环境中灰尘等细小颗粒形成散斑现象，可以实现流场探测光的均匀性；流场去相干性后，可以采用金属刀口直接切割光源像点，采集的流场结果不会产生散斑和衍射现象，得到更为清晰和灵敏的流场显示结果。
附图说明
图1为本实用新型实施例的基于新型消相干技术的激光纹影装置结构示意图。
［主要元件符号说明］
激光器1；
聚光镜2；
消相干装置3；
匀光器4；
可调空间滤波器5；
第一平面反射镜6；
第一纹影反射镜7；
第二纹影反射8；
第二平面反射9；
刀口10；
窄带滤光片11；
成像透镜12；
高速相机13。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示，本实用新型的实施例提供的一种基于新型消相干技术的激光纹影装置，所述基于新型消相干技术的激光纹影装置沿光路依次包括：激光器1、聚光镜2、消相干装置3、匀光器4、可调空间滤波器5、第一平面反射镜6、第一纹影反射镜7、第二纹影反射8、第二平面反射9、刀口10、窄带滤光片11、成像透镜12和高速相机13。
其中，激光器1：可以是连续激光光源，也可以是脉冲激光光源；聚光镜2：可以为短焦透镜焦距50mm—100mm，在激光光束直径较小（小于1毫米）时，该透镜可以忽略；消相干装置3：可以采用高精密度的可调电机，也可以是一个高频振动的振动装置带动一个固定在电机轴上的透射式散射屏转动或振动（激光能量较高时要求散射屏耐高温）；匀光器4：可以是将降相干性后的激光进行二次柔光，透射式散射材料（激光能量较高时要求散射屏耐高温）；可调空间滤波器5：作用可以是调节经过柔光屏散射后的光斑大小，作用可以是调节出射光束的大小，使充满第一纹影反射镜，同时避免在刀口处的光点太大，影响流场显示的灵敏度；第一平面反射镜6和第二平面反射镜9：可以是常规的全反镜；第一纹影反射镜7和第二纹影反射镜：可以为常规的凹面反射镜；刀口10：可以为常规的金属刀口；窄带滤光片11：可以与所使用的激光光源性匹配；成像透镜12：焦距大小可以以流场光斑像充满高速相机感光阵面为准；高速相机13：可以根据需要配置。
本实用新型实施例的基于新型消相干技术的激光纹影装置，通过设置消相干装置、匀光器和可调空间滤波器，形成自然发散角，不需要发散透镜，去除光路环境中灰尘等细小颗粒形成散斑现象，可以实现流场探测光的均匀性；流场去相干性后，可以采用金属刀口直接切割光源像点，采集的流场结果不会产生散斑和衍射现象，得到更为清晰和灵敏的流场显示结果。
优选的，所述消相干装置设置有耐高温散射屏，所述耐高温散射屏位于聚光镜的焦点上。
优选的，消相干装置包括高精密度的可调电机或高频振动的振动装置，所述可调电机带动固定在电机轴上的耐高温散射屏转动，所述振动装置带动固定在振动装置上的耐高温散射屏振动。
优选的，所述耐高温散射屏为耐高温透射式散射屏。
优选的，所述激光器为连续激光光源或脉冲激光光源。
优选的，所述激光器可以发出的激光通过聚光镜会聚后，照射到消相干装置的耐高温散射屏上，耐高温散射屏散射的光经过匀光器和可调空间滤波器，照到第一平面反射镜反射后，被第一纹影反射镜准直成为平行光照明流场，经第二纹影反射镜会聚，并由第二平面反射镜反射后交于一点，刀口切割该像点，并在窄带滤光片滤光后，成像透镜对流场聚焦成像，高速相机记录。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于新型消相干技术的激光纹影装置，其特征在于，所述基于新型消相干技术的激光纹影装置沿光路依次包括：激光器、聚光镜、消相干装置、匀光器、可调空间滤波器、第一平面反射镜、第一纹影反射镜、第二纹影反射、第二平面反射、刀口、窄带滤光片、成像透镜和高速相机。
2.根据权利要求1所述的基于新型消相干技术的激光纹影装置，其特征在于，所述消相干装置设置有耐高温散射屏，所述耐高温散射屏位于聚光镜的焦点上。
3.根据权利要求2所述的基于新型消相干技术的激光纹影装置，其特征在于，消相干装置包括高精密度的可调电机或高频振动的振动装置，所述可调电机带动固定在电机轴上的耐高温散射屏转动，所述振动装置带动固定在振动装置上的耐高温散射屏振动。
4.根据权利要求2所述的基于新型消相干技术的激光纹影装置，其特征在于，所述耐高温散射屏为耐高温透射式散射屏。
5.根据权利要求1所述的基于新型消相干技术的激光纹影装置，其特征在于，所述激光器为连续激光光源或脉冲激光光源。
6.根据权利要求1所述的基于新型消相干技术的激光纹影装置，其特征在于，所述激光器发出的激光通过聚光镜会聚后，照射到消相干装置的耐高温散射屏上，耐高温散射屏散射的光经过匀光器和可调空间滤波器，照到第一平面反射镜反射后，被第一纹影反射镜准直成为平行光照明流场，经第二纹影反射镜会聚，并由第二平面反射镜反射后交于一点，刀口切割该像点，并在窄带滤光片滤光后，成像透镜对流场聚焦成像，高速相机记录。
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| CN201620227590.6U CN205485093U (zh) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | 一种基于新型消相干技术的激光纹影装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108680335A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-10-19 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种高速瞬态纹影系统 |
| CN108956403A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-12-07 | 西南交通大学 | 基于纹影测量技术的雾霾检测装置及雾霾检测方法 |
| CN112611518A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-04-06 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种sf6绝缘金属封闭式开关设备的气体检漏装置与方法 |
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