[发明专利]用于序列激光阴影照相系统的小孔滤光装置

说明书

技术领域

本发明涉及序列激光阴影照相系统技术领域，尤其涉及一种用于序列激光阴影照相系统的小孔滤光装置。

背景技术

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，序列激光阴影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。该系统的实现，其中最重要的关键技术就是对多路激光光路进行分光，使多激光光源光路在测试视场中心重合，以保证多激光光路能对同一目标成像，同时在成像系统附近成像焦斑又能分开一定的距离，从而分别进入多个成像接收端，实现对同一目标成像进行序列激光阴影照相的目的。

为了实现不同时刻的成像光路对应不同的感光介质，需要使用分光装置把不同光路的信号在空间上进行分开。因为光路中的光源为激光单色光源，成像物镜汇集后的实焦点不是严格的一个点，而是一个夫琅和费衍射光斑，如图4所示，用通常的圆孔光阑结构会把光斑处的高频信息损失掉，获得的图像分辨率将会降低。

发明内容

本发明需要解决的问题是：提供一种用于序列激光阴影照相系统的小孔滤光装置，该装置不损失光斑处的高频信息。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于序列激光阴影照相系统的小孔滤光装置，该装置包括成像物镜与小孔光阑，成像物镜用于对序列激光阴影照相系统光路中的至少两个准直光束进行汇聚，在物镜焦距处形成与准直光束个数相同的实焦斑；在实焦斑处放置小孔光阑，小孔光阑是一个长方体薄片，并在薄片上开有一个锥体豁口，保证一个实焦斑的光束通过锥体豁口而阻挡其它实焦斑的光束通过。

进一步，所述的用于序列激光阴影照相系统的小孔滤光装置还包括三维调整支架，小孔光阑固定在三维调整支架上。

进一步，所述成像物镜为胶合透镜。

本发明有益效果：

由于本发明的用于序列激光阴影照相系统的小孔滤光装置的小孔光阑是一个长方体薄片，并在薄片上开有一个锥体豁口，从而使高频信息不丢失条件下保持某一路光束的光斑信息通过。而且通过本发明的装置在进行纹影测量时实现纹影刀口的功能。

附图说明

图1是本实施例中用于序列激光阴影照相的小孔光阑装置示意图。

图2为小孔光阑的外形结构示意图。

图3为成像物镜组结构示意图。

图4为传统常规的小孔光阑形状示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的用于序列激光阴影照相的小孔滤光装置包括成像物镜与小孔光阑。如图3所示，成像物镜为胶合透镜，用于对序列激光阴影照相系统光路中的至少两个准直光束进行汇聚，在物镜焦距处形成与准直光束个数相同的实焦斑；在实焦斑处放置小孔光阑，保证一个实焦斑的光束通过而阻挡其它实焦斑的光束通过。如图2所示，小孔光阑是一个长方体薄片，并在薄片上开有一个锥体豁口，以便于高频信息不丢失条件下保持某一路光束的光斑信息通过。

本发明的用于序列激光阴影照相的小孔滤光装置还包括三维调整支架，小孔光阑固定在三维调整支架上，三维调整支架根据每个实焦斑的排布，调整小孔光阑位于焦斑位置，并使得一个实焦斑通过小孔光阑上的锥体豁口。

工作原理：

根据频谱学分析，在光束的焦斑处为频谱变化过程，焦斑实际上为一个弥散斑，不能简单根据几何光学原理而理解为一个点。弥散斑中能量集中的区域主要为低频信息，而周围弥散的光斑为高频信息。因此，只要光束通过任何障碍物时信息都会发生丢失。而常规的光阑主要采用圆孔光阑，使用时会遮挡大量的高频信息，致使成像后的图像质量不高。通过使用本发明的装置，可以有效的提高光束信息量的通过，且可以遮挡其他光束对通过光束的影响。

实施例

如图1所示，以2组准直光束为例，准直光束101和准直光束102，通过成像物镜2后汇聚到焦点位置形成一个焦斑，小孔光阑4位于焦斑位置处，小孔光阑4固定在三维调整支架3上面。

小孔光阑4的形状如图2所示，其厚度0.8mm～1.2mm，材料表面可进行发黑或涂黑色油漆。三维调整支架沿光轴方向上下、左右、前后可调范围各为3mm，步进量最小为0.05mm。在进行激光阴影测量时，实焦斑7需要完全通过小孔光阑4的豁口，在进行激光纹影测量时，焦斑大小的80％～90％通过孔光阑4的豁口。

成像物镜2为胶合透镜，其外形结构如图3所示，焦距为147mm，有效通光直径为30mm，表面镀激光532nm增透膜；成像物镜前组材料为BK7，其折射率为1.580，阿贝常数为64.169998，成像物镜后组6材料为SF1，其折射率为1.71736，阿贝常数为29.51。成像物镜前组5中心厚度为12.11mm，曲率分别为凹面-91.15、凸面19.184；成像物镜后组6中心厚度为15.87mm，曲率分别为凹面-19.184、凸面36.77mm。