CN217404137U - 多线成像型速度干涉仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多线成像型速度干涉仪，解决现有激光聚变球形燃料压缩对称性诊断无法准确推断燃料压缩时空过程的问题。干涉仪包括激光源、探针耦合镜、探针分束镜、前端镜头、信号分束镜和两个差频干涉光路单元；激光源出射的激光经探针耦合镜、探针分束镜、前端镜头聚焦于待测物面，经待测物面反射的信号经前端镜头、探针分束镜入射至信号分束镜，分成两束并分别进入两个差频干涉光路单元；每个差频干涉光路单元包括干涉仪前置镜、多线分束镜组、差频干涉组件一、条纹相机和N‑1个差频干涉组件二；信号光经多线分束镜组分为N个支路；N个支路分别经差频干涉组件一和N‑1个差频干涉组件二成像于条纹相机。

Description

多线成像型速度干涉仪

技术领域

本实用新型属于激光聚变领域，涉及一种多线成像型速度干涉仪。

背景技术

惯性约束核聚变是目前普遍采用的一种人工可控核聚变，它利用高能激光作为驱动源(直接或间接驱动)，几十束甚至几百束高能激光按照一定的时序持续地压缩靶丸内的燃料，使之达到极高的温度和压强，直至发生聚变反应。惯性约束核聚变在民用和军事上都具有十分重大的研究意义，它将为人类探索一种清洁的能源。

随着惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion,ICF)研究的不断深入，人们发现实现高增益聚变的条件极为苛刻，因为聚变燃料必须达到极端高温高压。但是，燃料的压缩不是在高压容器中进行的，没有物理容器能够耐受住极端高温高压；它是通过高能激光或粒子束从四面八方烧灼球形氘-氚气体燃料(靶丸)，用烧灼的反作用力压缩内部燃料。压缩的球对称性对实现聚变至关重要，如果不对称，燃料球就会提前破裂，无法达到极端高温高压，聚变失败。因此，压缩对称性成为ICF研究的重要考核内容之一。目前，对于激光聚变球形燃料压缩对称性诊断通常采用基于激光多普勒差频干涉测速技术的“线成像速度干涉仪”(Velocity Interferometer System for Any Reflecotor,VISAR)，通过测量燃料球表面向内压缩的速度变化历程，来了解燃料压缩过程、判断燃料的压缩对称性。但是，“线成像速度干涉仪”无法获得二维图像信息，因为聚变燃料的压缩过程极快(ns量级)，现有没有如此快的高速相机来记录燃料表面的二维信息；通常是采用条纹相机，对燃料表面一条线的压缩过程进行高时间分辨扫描。燃料球表面一条很短的线上信息，对于判断整个球体燃料的压缩对称性来说，信息量太少了。

为此，研究者提出了一种二维成像型速度干涉仪(2D VISAR)，相对于“线成像速度干涉仪”来说，“2D VISAR”采用常规相机，通过时间控制，可获取燃料局部球冠某一时刻的一帧二维图像。然而，相对于一个压缩过程来说，一帧图像的信息量仍然太少，仍然无法准确推断燃料压缩的时空过程。

除了2D VISAR之外，研究者还提出了“双轴VISAR”和“多轴VISAR”概念，其本质都是在直径几百微米的燃料球内部设置单面或多面反射镜，朝向球体不同方向，建立多个微型测速光路，以期从燃料球不同方位各选取一条直线，获取其速度历程信息。虽然该方法能在只测一条直线的前提下，同时测量“两个”或“多个”球冠区域，但在直径数百微米的燃料球内部布置反射镜的难度很大，且反射镜位于气体燃料球内部，严重破坏了燃料的压缩过程，制约了燃料的压缩比例，无法实现极端高温高压聚变条件。

从上述技术内容可见，目前在激光聚变球形燃料压缩对称性诊断方面，无论是“单轴”还是“多轴”VISAR，均只能获取球冠区域上一条直线或某一时刻的一帧二维图像进行测量，对于判断燃料球压缩对称性来说，获得的信息量太少，因此，无法准确推断燃料压缩的时空过程。

实用新型内容

为了解决现有对于激光聚变球形燃料压缩对称性诊断方面，只能获取球冠区域上一条直线或某一时刻的一帧二维图像进行测量，无法准确推断燃料压缩时空过程的技术问题，本实用新型提供了一种多线成像型速度干涉仪。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种多线成像型速度干涉仪，其特殊之处在于：包括成像单元和两个差频干涉光路单元；

所述成像单元包括激光源、探针耦合镜、探针分束镜、前端镜头和信号分束镜；激光源出射的探针激光依次经探针耦合镜透射、探针分束镜反射和前端镜头透射后，聚焦于待测物面形成多普勒信号，经待测物面反射的多普勒信号依次经所述前端镜头透射、探针分束镜透射后，入射至信号分束镜，经信号分束镜分成两束多普勒信号光；

两个差频干涉光路单元分别位于信号分束镜出射的两束多普勒信号光上；

每个差频干涉光路单元包括干涉仪前置镜、多线分束镜组、差频干涉组件一、差频干涉组件二和条纹相机；多普勒信号光经干涉仪前置镜透射后入射至多线分束镜组，经多线分束镜组分为N个支路，N为大于等于2的整数；所述差频干涉组件二为N-1个；

其中一个支路经过差频干涉组件一成像于条纹相机，其余支路分别经过N-1个差频干涉组件二成像于条纹相机；

所述差频干涉组件一包括沿光路依次设置的干涉仪一和条纹相机前成像镜一；

所述差频干涉组件二包括沿光路依次设置的干涉仪二、道威棱镜、反射镜组和条纹相机前成像镜二，通过旋转道威棱镜改变成像于条纹相机的干涉图像方向，以及摆动反射镜组改变成像于条纹相机的干涉图像位置，使差频干涉组件一和差频干涉组件二的干涉图像沿条纹相机狭缝方向“一”字排列。

进一步地，所述多线分束镜组包括并排设置的1个多线分束镜和1个反射镜；

所述多线分束镜位于干涉仪前置镜的出射光路上，差频干涉组件一位于多线分束镜的透射光路上；

所述反射镜位于多线分束镜的反射光路上，差频干涉组件二位于反射镜的出射光路。

进一步地，所述多线分束镜组包括并排设置的m个多线分束镜和1个反射镜，其中，m＝N-1，N为大于等于3的整数；

m个多线分束镜分别为第一多线分束镜,第二多线分束镜、……、第m多线分束镜；

第一多线分束镜位于干涉仪前置镜的出射光路上，差频干涉组件一位于第一多线分束镜的透射光路上；

所述反射镜位于第m多线分束镜的透射光路上；

N-1个差频干涉组件二分别位于第二多线分束镜、……、第m多线分束镜的反射光路上以及反射镜的出射光路上。

进一步地，所述激光源出射的探针激光经光纤传输后向探针耦合镜出射。

进一步地，所述反射镜组包括沿光路方向平行设置的2个反射镜。

同时，本实用新型还提供了一种基于上述多线成像型速度干涉仪的冲击波速度测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)获得干涉图像

1.1)激光源出射的探针激光经探针耦合镜整形后，再经过探针分束镜反射，并由前端镜头聚焦于待测物面形成多普勒信号，从待测物面反射的多普勒信号经前端镜头收集并会聚，再由信号分束镜分为两束多普勒信号光，并分别入射至两个差频干涉光路单元；

1.2)每束多普勒信号光经干涉仪前置镜准直后入射至多线分束镜组，经多线分束镜组分为N个支路，N个支路分别经差频干涉组件一和N-1个差频干涉组件二成像于条纹相机上，每个条纹相机获得N幅干涉图像；

2)调整干涉图像

通过旋转差频干涉组件二的道威棱镜使干涉图像旋转，以及摆动差频干涉组件二的反射镜组使干涉图像平移，使得条纹相机上的N幅干涉图像沿条纹相机狭缝方向“一”字排列；

3)获得激光聚变冲击波速度

将两个条纹相机经差频干涉组件一成像的两幅干涉图像，以及经N-1个差频干涉组件二成像的每相对应两幅干涉图像，分别进行物理理论模型计算，获得N个激光聚变冲击波速度历程。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、本实用新型每个差频干涉光路单元的多线分束镜组将多普勒信号光分为多个支路，每个支路通过差频干涉组件成像于条纹相机，通过两个条纹相机每相对应的2副干涉图像，可以获得待测物面一条直线的信息，即获得1个激光聚变冲击波速度历程信息，则多个支路，可以多条直线的信息，即获得多个激光聚变冲击波速度历程信息，丰富了多线成像型速度干涉仪获取的信息量，更有利于判断激光聚变球形燃料的压缩对称性。

2、本实用新型差频干涉光路单元经多线分束镜组分束后的支路上具有可旋转道威棱镜，通过其旋转可以改变干涉图像的方向，摆动反射镜组改变成像于条纹相机的干涉图像位置，使条纹相机上的干涉图像沿狭缝方向“一”字排列，因此，条纹相机狭缝处的图像可以是任意夹角(同向、垂直等)；若两个图像同向，可以通过图像平移，使二者覆盖不同的直线，以获得目标面上两条相互平行直线的速度历程；如果两个图像垂直，可以获得目标面上两条相互垂直直线的速度历程。

附图说明

图1是本实用新型多线成像型速度干涉仪实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型多线成像型速度干涉仪实施例一中2幅干涉图像沿条纹相机(条纹相机一和条纹相机二)狭缝方向“一”字排列的结构示意图；

其中，附图标记如下：

01-激光源，02-差频干涉组件一，03-差频干涉组件二，04-差频干涉组件三，05-差频干涉组件四，06-多线分束镜组一，07-多线分束镜组二；

1-光纤，2-探针耦合镜，3-探针分束镜，4-前端镜头，5-待测物面，6-信号分束镜，7-一次像面一，8-干涉仪前置镜一，9-多线分束镜一，10-干涉仪一，11-条纹相机前成像镜一，12-条纹相机一，13-反射镜一，14-干涉仪二，15-道威棱镜一，16-反射镜二，17-反射镜三，18-条纹相机前成像镜二，19-一次像面二，20-干涉仪前置镜二，21-多线分束镜二，22-干涉仪三，23-条纹相机前成像镜三，24-条纹相机二，25-反射镜四，26-干涉仪四，27-道威棱镜二，28-反射镜五，29-反射镜六，30-条纹相机前成像镜四。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述。

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例一种多线成像型速度干涉仪，包括成像单元和两个差频干涉光路单元；两个差频干涉光路单元分别为第一差频干涉光路单元和第二差频干涉光路单元。

成像单元包括激光源01、探针耦合镜2、探针分束镜3、前端镜头4和信号分束镜6，信号分束镜6采用双灵敏度分束镜；激光源01出射的探针激光经光纤1传输后向探针耦合镜2出射，并依次经探针耦合镜2透射、探针分束镜3反射和前端镜头4透射后，聚焦于待测物面5形成多普勒信号，经待测物面5反射回的多普勒信号依次经前端镜头4透射、探针分束镜3透射后，入射至信号分束镜6，经信号分束镜6分成两束多普勒信号光；第一差频干涉光路单元和第二差频干涉光路单元分别位于信号分束镜6出射的两束多普勒信号光上。

第一差频干涉光路单元包括干涉仪前置镜一8、多线分束镜组一06、差频干涉组件一02、差频干涉组件二03和条纹相机一12；多普勒信号光经干涉仪前置镜一8透射后入射至多线分束镜组一06，经多线分束镜组一06分为N个支路，则差频干涉组件二03的数量为N-1个；其中一个支路经过差频干涉组件一02成像于条纹相机一12，其余支路分别经过N-1个差频干涉组件二03也成像于条纹相机一12；其中，N为大于等于2的整数。差频干涉组件一02包括沿光路依次设置的干涉仪一10和条纹相机前成像镜一11。差频干涉组件二03包括沿光路依次设置的干涉仪二14、道威棱镜一15、反射镜组一和条纹相机前成像镜二18，反射镜组一包括沿光路方向依次平行设置的反射镜二16和反射镜三17；通过旋转道威棱镜一15改变成像于条纹相机一12的干涉图像方向，以及摆动反射镜二16和反射镜三17改变成像于条纹相机一12的干涉图像位置，使差频干涉组件一02和差频干涉组件二03的干涉图像沿条纹相机一12狭缝方向“一”字排列。

第二差频干涉光路单元和第一差频干涉光路单元的结构相同，第二差频干涉光路单元包括干涉仪前置镜二20、多线分束镜组二07、差频干涉组件三04、差频干涉组件四05和条纹相机二24；多普勒信号光经干涉仪前置镜二20透射后入射至多线分束镜组二07，经多线分束镜组二07分为N个支路，则差频干涉组件四05的数量为N-1个；其中一个支路经过差频干涉组件三04成像于条纹相机二24，其余支路分别经过N-1个差频干涉组件四05也成像于条纹相机二24；其中，N为大于等于2的整数。差频干涉组件三04包括沿光路依次设置的干涉仪三22和条纹相机前成像镜三23。差频干涉组件四05包括沿光路依次设置的干涉仪四26、道威棱镜二27、反射镜组二和条纹相机前成像镜四30，反射镜组二包括沿光路方向平行设置的反射镜五28和反射镜六29；通过旋转道威棱镜二27改变成像于条纹相机二24的干涉图像方向，以及摆动反射镜五28和反射镜六29改变成像于条纹相机二24的干涉图像位置，使差频干涉组件三04和差频干涉组件四05的干涉图像沿条纹相机二24狭缝方向“一”字排列。

多线分束镜组一06和多线分束镜组二07结构相同，如图1所示，本实施例多线分束镜组一06包括并排设置的1个多线分束镜一9和1个反射镜一13，则多普勒信号光经多线分束镜组一06分为2个支路，差频干涉组件二03为1个；多线分束镜一9位于干涉仪前置镜一8的出射光路上，差频干涉组件一02位于多线分束镜一9的透射光路上；反射镜一13位于多线分束镜一9的反射光路上，差频干涉组件二03位于反射镜一13的出射光路。

多线分束镜组二07包括并排设置的1个多线分束镜二21和1个反射镜四25，则多普勒信号光经多线分束镜组二07分为2个支路，差频干涉组件四05为1个；多线分束镜二21位于干涉仪前置镜二20的出射光路上，差频干涉组件三04位于多线分束镜二21的透射光路上；反射镜四25位于多线分束镜二21的反射光路上，差频干涉组件四05位于反射镜四25的出射光路。

本实施例干涉仪采用将“线成像型VISAR”的干涉测量光路通过“一分二”的方式，形成2通道的干涉光路，进而每个条纹相机得到2个干涉图像；其次，将“一分二”而来的同簇干涉图像沿条纹相机狭缝方向“一”字排列；再次，在单通道干涉光路中加入道威棱镜和反射镜，旋转道威棱镜可以引起最终干涉图像的旋转，摆动反射镜可以引起干涉图像的平移，根据需要将每个通道的干涉图像旋转或平移到位，至此，处在“一”字队列中的各个干涉图像的姿态(旋转角度或平移量)各不相同；最后，条纹相机狭缝对不同姿态干涉图像进行截取，对其速度历程进行记录，可以获取待测燃料球表面更多、真实的压缩历程信息。

基于上述多线成像型速度干涉仪的冲击波速度测量方法，包括以下步骤：

1)获得干涉图像

1.1)激光源01出射的探针激光经探针耦合镜2整形后，再经过探针分束镜3反射，并由前端镜头4聚焦于待测物面5形成多普勒信号，从待测物面5反射的多普勒信号经前端镜头4收集并会聚，并经过探针分束镜3透射入射至信号分束镜6，由信号分束镜6分为两束多普勒信号光，并分别入射至第一差频干涉光路单元和第二差频干涉光路单元；

1.2)进入第一差频干涉光路单元的多普勒信号光先会聚于一次像面一7，然后经干涉仪前置镜一8准直后入射至多线分束镜组一06，经多线分束镜组一06分为2个支路，其中一个支路经过差频干涉组件一02成像于条纹相机一12的狭缝处，另一个支路经差频干涉组件二03也成像于条纹相机一12的狭缝处，条纹相机一12获得2幅干涉图像；

进入第二差频干涉光路单元的多普勒信号光先会聚于一次像面二19，然后经干涉仪前置镜二20准直后入射至多线分束镜组二07，经多线分束镜组二07分为2个支路，其中一个支路经过差频干涉组件三04成像于条纹相机二24的狭缝处，另一个支路经差频干涉组件四05也成像于条纹相机二24的狭缝处，条纹相机二24获得2幅干涉图像；

2)调整干涉图像

通过旋转差频干涉组件二03的道威棱镜一15使干涉图像旋转，以及摆动差频干涉组件二03的反射镜二16和反射镜三17使干涉图像平移，最终使得条纹相机一12上的2幅干涉图像沿条纹相机一12狭缝方向“一”字排列，如图2所示，其中a为条纹相机的狭缝，b和c分别为2幅干涉图像；

以及，通过旋转差频干涉组件四05的道威棱镜二27使干涉图像旋转，以及摆动差频干涉组件二03的反射镜五28和反射镜六29使干涉图像平移，最终使得条纹相机二24上的2幅干涉图像沿条纹相机二24狭缝方向“一”字排列，如图2所示，其中a为条纹相机的狭缝，b和c分别为2幅干涉图像；

3)获得激光聚变冲击波速度

将条纹相机一12经差频干涉组件一02成像的干涉图像与条纹相机二24经差频干涉组件三04成像的干涉图像进行物理理论模型计算，可以获得待测物面一条直线的信息，即获得1个激光聚变冲击波速度历程信息；以及将条纹相机一12经差频干涉组件二03成像的干涉图像与条纹相机二24经差频干涉组件四05成像的干涉图像进行物理理论模型计算，可以获得待测物面另一条直线的信息，即也获得1个激光聚变冲击波速度历程信息，共获得2个激光聚变冲击波速度历程信息。

可见，利用本实施例方法获取的是燃料球球冠上任意设定的两条直线的速度历程信息，更有利于推断燃料球压缩对称性。

常规“线成像型VISAR”是探针激光出射照明待测物面，高速运动的待测物面散射的激光携带了多普勒频移信息，频移光经过分束镜分束，分别进入两支路差频干涉光路，两支路的干涉图像分别入射条纹相机狭缝面，狭缝分别截取像面上的一条直线进行时间扫描记录。然后，利用两个支路测量数据联合来求解目标速度。而本实施例多线成像型速度干涉仪是将其两支路差频干涉光路(两束多普勒信号光)均用多线分束镜组分为二，再分别布置两套差频干涉组件；将同一支路分出的两套差频干涉光路的图像沿条纹相机的狭缝一字排开。由于一个支路中，具有可旋转道威棱镜，通过其旋转可以改变图像的方向，因此，条纹相机狭缝处的两个图像可以是任意夹角(同向、垂直等)；如果两个图像同向，可以通过图像平移，使二者覆盖不同的直线，以获得目标面上两条相互平行直线的速度历程；如果两个图像垂直，如图2所示，可以获得待测物面上两条相互垂直直线的速度历程。因此，本实施例多线成像型速度干涉仪，将原系统获得的一条直线的信息，拓展为任意两条直线的信息，丰富了VISAR获取的信息量，更有利于判断激光聚变球形燃料的压缩对称性。

实施例二

与实施例一不同之处在于：多线分束镜组一06包括并排设置的m个多线分束镜Ⅰ和1个反射镜一13，m为大于等于2的整数，则多普勒信号光经多线分束镜组一06分为m+1个支路，则N＝m+1，相应的差频干涉组件二03为m个；定义m个多线分束镜Ⅰ分别为第一多线分束镜Ⅰ、第二多线分束镜Ⅰ、……、第m多线分束镜Ⅰ；第一多线分束镜Ⅰ位于干涉仪前置镜一8的出射光路上，差频干涉组件一02位于第一多线分束镜Ⅰ的透射光路上；反射镜一13位于第m多线分束镜Ⅰ的透射光路上，m个差频干涉组件二03分别位于第二多线分束镜Ⅰ、……、第m多线分束镜Ⅰ的反射光路上以及反射镜的出射光路上。

多线分束镜组二07包括并排设置的m个多线分束镜Ⅱ和1个反射镜四25，则多普勒信号光经多线分束镜组二07分为m+1个支路，相应的差频干涉组件四05为m个；定义m个多线分束镜Ⅱ分别为第一多线分束镜Ⅱ、第二多线分束镜Ⅱ、……、第m多线分束镜Ⅱ；第一多线分束镜Ⅱ位于干涉仪前置镜二20的出射光路上，差频干涉组件三04位于第一多线分束镜Ⅱ的透射光路上；反射镜四25位于第m多线分束镜Ⅱ的透射光路上，m个差频干涉组件四05分别位于第二多线分束镜Ⅱ、……、第m多线分束镜Ⅱ的反射光路上以及反射镜四25的出射光路上。

本实施例以m＝3为例，则3个多线分束镜Ⅰ分别为第一多线分束镜Ⅰ、第二多线分束镜Ⅰ、第三多线分束镜Ⅰ，差频干涉组件二03也为3个；第一多线分束镜Ⅰ位于干涉仪前置镜一8的出射光路上，差频干涉组件一02位于第一多线分束镜Ⅰ的透射光路上；反射镜一13位于第三多线分束镜Ⅰ的透射光路上，3个差频干涉组件二03分别位于第二多线分束镜Ⅰ、第三多线分束镜Ⅰ的反射光路上以及反射镜一13的出射光路上。则3个多线分束镜Ⅱ分别为第一多线分束镜Ⅱ、第二多线分束镜Ⅱ、第三多线分束镜Ⅱ，差频干涉组件三04也为3个；第一多线分束镜Ⅱ位于干涉仪前置镜二20的出射光路上，差频干涉组件三04位于第一多线分束镜Ⅱ的透射光路上；反射镜四25位于第三多线分束镜Ⅱ的透射光路上，3个差频干涉组件四05分别位于第二多线分束镜Ⅱ、第三多线分束镜Ⅱ的反射光路上以及反射镜四25的出射光路上。

基于上述多线成像型速度干涉仪的冲击波速度测量方法，包括以下步骤：

1)获得干涉图像

1.1)激光源01出射的探针激光经探针耦合镜2整形后，再经过探针分束镜3反射，并由前端镜头4聚焦于待测物面5形成多普勒信号，从待测物面5反射的多普勒信号经前端镜头4收集并会聚，并经过探针分束镜3透射入射至信号分束镜6，由信号分束镜6分为两束多普勒信号光，并分别入射至第一差频干涉光路单元和第二差频干涉光路单元；

1.2)进入第一差频干涉光路单元的多普勒信号光先会聚于一次像面一7，然后经干涉仪前置镜一8准直后入射至多线分束镜组一06，经多线分束镜组一06分为4个支路(由于m＝3，则N＝m+1＝4)，其中一个支路经过差频干涉组件一02成像于条纹相机一12的狭缝处，其余3个支路分别经3个差频干涉组件二03也成像于条纹相机一12的狭缝处，条纹相机一12获得4幅干涉图像；

进入第二差频干涉光路单元的多普勒信号光先会聚于一次像面二19，然后经干涉仪前置镜二20准直后入射至多线分束镜组二07，经多线分束镜组二07分为4个支路，其中一个支路经过差频干涉组件三04成像于条纹相机二24的狭缝处，其余3个支路分别经3个差频干涉组件四05也成像于条纹相机二24的狭缝处，条纹相机二24获得4幅干涉图像；

2)调整干涉图像

通过旋转每个差频干涉组件二03的道威棱镜一15使干涉图像旋转，以及摆动差频干涉组件二03的反射镜二16和反射镜三17使干涉图像平移，最终使得条纹相机一12上的4幅干涉图像沿条纹相机一12狭缝方向“一”字排列；

以及，通过旋转每个差频干涉组件四05的道威棱镜二27使干涉图像旋转，以及摆动差频干涉组件二03的反射镜五28和反射镜六29使干涉图像平移，最终使得条纹相机二24上的4幅干涉图像沿条纹相机二24狭缝方向“一”字排列；

3)获得激光聚变冲击波速度

定义经第一多线分束镜Ⅰ、差频干涉组件一02成像的干涉图像为第一干涉图像A，经第二多线分束镜Ⅰ、差频干涉组件二03成像的干涉图像为第二干涉图像A，经第三多线分束镜Ⅰ、差频干涉组件二03成像的干涉图像为第三干涉图像A，经反射镜一13、差频干涉组件二03成像的干涉图像为第四干涉图像A；

以及，经第一多线分束镜Ⅱ、差频干涉组件三04成像的干涉图像为第一干涉图像B，经第二多线分束镜Ⅱ、差频干涉组件四05成像的干涉图像为第二干涉图像B，经第三多线分束镜Ⅱ、差频干涉组件四05成像的干涉图像为第三干涉图像B，经反射镜四25、差频干涉组件四05成像的干涉图像为第四干涉图像B；

将第一干涉图像A和第一干涉图像B、第二干涉图像A和第二干涉图像B、第三干涉图像A和第三干涉图像B、第四干涉图像A和第四干涉图像B分别进行物理理论模型计算，获得待测物面4条直线的信息，即获得4个激光聚变冲击波速度历程信息。

本实施例多线成像型速度干涉仪是将其两支路差频干涉光路均用多线分束镜组一06分为4，再分别布置4套差频干涉组件；将同一支路分出的4套差频干涉光路的图像沿条纹相机的狭缝一字排开。由于支路中具有可旋转道威棱镜，通过其旋转可以改变图像的方向，因此，条纹相机狭缝处的4个图像可以是任意夹角(同向、垂直等)；如果图像同向，可以通过图像平移，使二者覆盖不同的直线，以获得目标面上相互平行直线的速度历程。因此，本实施例多线成像型速度干涉仪，将原系统获得的一条直线的信息，拓展为任意多条直线的信息，丰富了VISAR获取的信息量，更有利于判断激光聚变球形燃料的压缩对称性。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型主要技术构思的基础上所作的任何变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴。

Claims (5)

1.一种多线成像型速度干涉仪，其特征在于：包括成像单元和两个差频干涉光路单元；

所述成像单元包括激光源、探针耦合镜、探针分束镜、前端镜头和信号分束镜；激光源出射的探针激光依次经探针耦合镜透射、探针分束镜反射和前端镜头透射后，聚焦于待测物面形成多普勒信号，经待测物面反射的多普勒信号依次经所述前端镜头透射、探针分束镜透射后，入射至信号分束镜，经信号分束镜分成两束多普勒信号光；

两个差频干涉光路单元分别位于信号分束镜出射的两束多普勒信号光上；

每个差频干涉光路单元包括干涉仪前置镜、多线分束镜组、差频干涉组件一、差频干涉组件二和条纹相机；多普勒信号光经干涉仪前置镜透射后入射至多线分束镜组，经多线分束镜组分为N个支路，N为大于等于2的整数；所述差频干涉组件二为N-1个；

其中一个支路经过差频干涉组件一成像于条纹相机，其余支路分别经过N-1个差频干涉组件二成像于条纹相机；

所述差频干涉组件一包括沿光路依次设置的干涉仪一和条纹相机前成像镜一；

所述差频干涉组件二包括沿光路依次设置的干涉仪二、道威棱镜、反射镜组和条纹相机前成像镜二，通过旋转道威棱镜改变成像于条纹相机的干涉图像方向，以及摆动反射镜组改变成像于条纹相机的干涉图像位置，使差频干涉组件一和差频干涉组件二的干涉图像沿条纹相机狭缝方向“一”字排列。

2.根据权利要求1所述多线成像型速度干涉仪，其特征在于：所述多线分束镜组包括并排设置的1个多线分束镜和1个反射镜；

所述多线分束镜位于干涉仪前置镜的出射光路上，差频干涉组件一位于多线分束镜的透射光路上；

所述反射镜位于多线分束镜的反射光路上，差频干涉组件二位于反射镜的出射光路。

3.根据权利要求1所述多线成像型速度干涉仪，其特征在于：

所述多线分束镜组包括并排设置的m个多线分束镜和1个反射镜，其中，m＝N-1，N为大于等于3的整数；

m个多线分束镜分别为第一多线分束镜,第二多线分束镜、……、第m多线分束镜；

第一多线分束镜位于干涉仪前置镜的出射光路上，差频干涉组件一位于第一多线分束镜的透射光路上；

所述反射镜位于第m多线分束镜的透射光路上；

N-1个差频干涉组件二分别位于第二多线分束镜、……、第m多线分束镜的反射光路上以及反射镜的出射光路上。

4.根据权利要求1至3任一所述多线成像型速度干涉仪，其特征在于：所述激光源出射的探针激光经光纤传输后向探针耦合镜出射。

5.根据权利要求4所述多线成像型速度干涉仪，其特征在于：所述反射镜组包括沿光路方向平行设置的2个反射镜。

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