[发明专利]一种紧凑型多分幅阴影和纹影成像仪

说明书

本发明涉及一种紧凑型多分幅阴影和纹影成像仪，包括：脉冲光源及目标靶系统、像传递系统、多分幅模块系统和成像记录系统。本发明具有光路搭建简易且紧凑，多分幅实现简单的优点。能利用简单的几片分束镜完成以往复杂光路才能实现的多分幅，在调节分幅数目与分幅间隔的可操作性上有巨大优势。

技术领域

本发明涉及一种紧凑型多分幅阴影和纹影成像仪，属于激光等离子体的阴影和纹影成像诊断领域。

背景技术

在惯性约束聚变的研究过程中，对于冕区等离子体的诊断主要有成像型与非成像型诊断，对于成像型诊断而言，冕区等离子体的阴影、纹影成像诊断是目前主要采用的诊断方式之一。等离子体的阴影图像敏感于等离子体密度梯度的二阶导，而纹影图像敏感于等离子体密度梯度的一阶导。在对等离子体的诊断中，两者通常一起使用，对不同密度区间的等离子体形貌进行诊断。

常用的阴影、纹影成像诊断一般只能获取某一个时刻的等离子体阴影/纹影图像，如果要对同一物理过程获取不同时刻的等离子体阴影、纹影图像，一般采用的方式是在不同发次中，调节诊断光延时，获取不同时刻的等离子体阴影、纹影图像。然而对于惯性约束聚变而言，发次十分珍贵，发次之间的一次性很难保证，因此如果能够在同一发次中对等离子体的状态进行多个时刻的阴影、纹影诊断，将大大提高诊断效率，同时也能够避免发次之间不一致性所带来的问题。

目前已有几种多分幅技术，可以实现在单发次中实现多个时刻的等离子体阴影、纹影图像记录。然而它们的实现方式主要是通过光学方法生成诊断脉冲串，脉冲串之间具有时间间隔，在后端通过空间(Rev.Sci.Instrum.83,043501(2012))、时间(Rev.Sci.Instrum.91,033711(2020))或频谱(Opt.Lett.31,1636-1638(2006))上的分离进行分离记录，多分幅实现方式在光路排布上不简单、不紧凑，同时在光路搭建完成后，分幅数目与分幅间隔基本已经固定，分幅数目与分幅时间间隔切换困难。

发明内容

本发明的技术解决问题：针对现有多分幅技术光路搭建困难，光路排布不紧凑，分幅数目与分幅时间间隔切换困难的缺点，提供一种紧凑型多分幅阴影和纹影成像仪，具有光路搭建简易且紧凑，多分幅实现简单的优点。能利用简单的几片分束镜完成以往复杂光路才能实现的多分幅，在调节分幅数目与分幅间隔的可操作性上有巨大优势。

本发明技术解决方案：一种紧凑型多分幅阴影和纹影成像仪，包括：脉冲光源及目标靶系统100、像传递系统200、多分幅模块系统300、成像记录系统400；

脉冲光源及目标靶系统100，由纳秒长脉冲激光器1产生的一束脉冲光经过由目标靶2产生的等离子体后，成为携带等离子体信息的信号光，经过第一透镜3后入射到像传递系统200；

像传递系统200，用于接收信号光，并对等离子体的像进行像传递，导入到多分幅模块系统300中；

多分幅模块系统300，用于接收信号光并在此处完成对信号光的延时；信号光在多分幅模块系统300里不断地进行透射与反射，形成多束具有不同延时的信号光，入射到成像记录系统400里。

成像记录系统400用于接收经过多分幅模块系统300后的多束具有不同延时的信号光，同时将不同延时的信号光成像到门控相机10的记录面上，在门控相机10的记录面上会出现多个具有不同延时的等离子体的像，门控相机10对不同延时的等离子体的像进行门控记录，实现多分幅成像记录；

所述脉冲光源及目标靶系统100由纳秒长脉冲激光器1与目标靶2组成，在具体实验时，另有一束脉冲激光聚焦到目标靶上，用于产生等离子体；纳秒长脉冲激光器1与目标靶2光路连接；由长脉冲激光器产生的一束脉冲光经过由目标靶2产生的等离子体后，成为携带等离子体信息的信号光，经过第一透镜3后入射到像传递系统200中；