[发明专利]多序列激光阴影照相系统中的成像系统光路结构

说明书

技术领域

本发明涉及多序列激光阴影照相系统技术领域，尤其涉及一种多序列激光阴影照相系统中的成像系统光路结构。

背景技术

随着我国航天技术、武器装备和基础学科的发展，涉及超高速空气动力学、超高速碰撞、爆炸与冲击、燃烧与化学反应等领域的研究不断深入。在这些研究工作中，许多现象是持续时间仅为微秒甚至纳秒级的超高速瞬态变化过程，需要有一种成像系统能够对这一过程进行清晰、连续地成像记录，以便掌握物理现象的本质。这种成像系统除了幅频要求达到1000万幅/秒(即曝光成像时间最短100ns)，能够对超高速瞬态变化过程进行序列成像外，还必须确保每幅图像的分辨率足够高，曝光时间足够短，从而提高成像清晰度，减小超高速运动引起图像的模糊失真。

目前国内只有中科院西安光机所、深圳大学能生产序列数量大于8个、曝光成像时间大于200纳秒的转镜式分幅胶片成像系统，由于采用机械旋转的方式，每幅图像的曝光时间难以小于100ns。国内数字式序列成像系统在研制和生产上还不成熟，难以满足工程化的需要。国外序列数量大于8个，曝光时间小于100ns的超高速数字成像系统技术比较成熟，通常采用昂贵的纳秒级光电快门实现序列成像，但这类高端产品对我国实行禁运和技术封锁。

发明内容

本发明需要解决的问题是：提供一种多序列激光阴影照相系统中的成像系统光路结构，结合多序列激光阴影照相中的其它部分可以实现对超高速目标变化过程2～8序列成像，且曝光时间小于10ns。

为解决上述技术问题：本发明提出了一种多序列激光阴影照相系统中的成像系统光路结构，包括3组透镜、滤光片、10组反射镜、7组分束镜、8个偏振片、8个小孔光阑；3组透镜分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜，10组反射镜分别为第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜、第七反射镜、第八反射镜、第九反射镜、第十反射镜，7组分束镜分别为第一分束镜、第二分束镜、第三分束镜、第四分束镜、第五分束镜、第六分束镜、第七分束镜，8个小孔光阑分别为第一小孔光阑、第二小孔光阑、第三小孔光阑、第四小孔光阑、第五小孔光阑、第六小孔光阑、第七小孔光阑、第八小孔光阑，8个偏振片分别为第一偏振片、第二偏振片、第三偏振片、第四偏振片、第五偏振片、第六偏振片、第七偏振片、第八偏振片；

从多序列激光阴影照相系统中的准直系统光束汇聚到光束入口，经过第一透镜后光束变为平行光束，平行光束依次经过滤光片、第一反射镜及第三分束镜后，平行光束分为2路，即第一路光束、第二路光束；第一路光束依次通过第五反射镜、第二反射镜、第二透镜、第一分束镜后平行光束又分为2路，即第三路光束与第四路光束；第三路光束依次通过第三反射镜、第七分束镜后平行光束又分为2路，即第五路光束、第六路光束；第五路光束依次通过第十反射镜、第一小孔光阑、第一偏振片后，光束入射至对应的相机上，对测试目标进行成像；第二路光束依次通过第九反射镜、第三透镜、第五分束镜后，平行光束又分为2路，即第七路光束、第八路光束，第七路光束依次通过第八反射镜、第六分束镜、第七小孔光阑、第七偏振片后，光束入射至对应的相机上，对测试目标进行成像；第四路平行光束依次通过第二小孔光阑、第二偏振片后，光束入射至对应的相机上，对测试目标进行成像；第六路平行光束依次通过第六小孔光阑、第六偏振片后，光束入射至对应的相机上，对测试目标进行成像；第八路平行光束依次通过第八小孔光阑、第八偏振片后，光束入射至对应的相机上，对测试目标进行成像。

本发明具有以下有益效果：

由于通过本发明的成像系统光路结构，可以将重合的8束光均匀分离，并将分离后的8路光束对应在8个相机上。通过改变激光光源的出光时间，可以实现不同时刻的目标图像成像至不同的相机上，即产生8个序列图像。同时，因使用的激光束的脉宽小于10纳秒，所以对应的光束曝光时间也小于10纳秒。

附图说明

图1是用于多序列激光阴影照相系统中的成像系统光路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明。

多序列激光阴影照相系统包括光源系统、准直系统、成像系统、数据采集与处理系统，光源系统用于产生序列激光束，准直系统对序列激光束进行准直，成像系统对序列激光束进行分光和成像，数据采集与处理系统实现对成像系统中的相机进行控制和图像数据传输。本发明的成像系统光路结构包括3组透镜、滤光片3、10组反射镜、7组分束镜、8个偏振片、8个小孔光阑。

反射镜用于对光束的反射，并不产生杂光。