内控电光分幅式高速全息摄影仪制造技术

本发明专利技术为“内控电光分幅式高速全息摄影仪”．属于高速全息摄影技术领域．它可按预置程序连续记录多幅全息图和多幅全息干涉图．照相系统具有极高的稳定性和重复性；能消除动态漏光对全息图的干扰；具有动曝光的计时预置功能．本发明专利技术特别适用于研究非重复性的单次瞬变事件的规律．将对高速全息摄影技术的应用．有积极而明显的实质性效果．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是高速全息摄影
中，实现连续记录多幅全息图和全息干涉图的专利技术。于1970年第九届国际高速摄影年会上，有劳韦(M.A.Lowe)发表的关于转镜分幅式高速全息摄影机方案〔1〕，首次连续记录了多幅全息图。但在二次曝光时，因受马达所限，而无法记录全息干涉图。于1977年爱泊林(K.J.Ebeling)等人发表了另一种简易的空间多路扫描全息照相装置〔2〕，它具有高帧频记录多幅全息图的能力。但因图像分辨率的降低，而损伤了全息图的清晰度，此外也无法记录全息干涉图。以上是关于机械分幅式的两个典型装置，由于每幅全息图的复位精度太低，所以原理上无法实施全息干涉计量术，故应用价值受到极大的影响。为克服上述缺点，于1975年兰德瑞(M.J.Landry)等人报导了由多腔红宝石激光器构成的高速全息照相系统〔3〕，首次以很高的帧频连续记录了四幅全息干涉图。但因其结构既限制了记录的帧数，又增加了各幅之间定量计算的困难，故应用范围有限。在探索连续记录多幅全息干涉图的研究工作中，1974年西德邢石(Hinsch)教授提出了另一种方法。即采用声光器件控制光束偏转的方法，连续记录二幅全息干涉图的装置〔4〕。其中二个水声分束器(也称声光偏转器)都采用15MHz的超声频率，因而出现零级衍射光和一级衍射光之间的差频所引起的多普勒频移，致使全息图清晰度受到严重影响。尽管如此，该装置仍为国际上首先把声光偏转器应用于高速全息摄影的一项重要成果。于1975年美国白菲斯特(R.L.Baffiste)等人又报导了一种声光偏转式高速全息摄影装置〔5〕。其中控制光束偏转的声光偏转器采用融石英声光器件。又于1977年和1978年西德爱泊林(Ebeling)等人发表过高速全息电影的空间分频多路式声光偏转装置〔6、7〕。该装置采用了新型结构的水声分束器，可以控制四束参考光做较大分辨角的偏转，从而克服了每次曝光时，因相互干扰而引起多幅全息图的非线性失真。以上是关于采用声光偏转器所构成的高速多幅全息摄影装置的主要报导，虽然种类很多，但原理基本相同。在拍摄多幅全息干涉图时都存在着原理性条纹误差，即无法消除声光器件的温漂和超声频率的变换，对全息干涉图清晰度所造成的严重危害。国内对高速全息摄影技术也十分重视，该课题早在1976年就被列入“全国高速摄影发展十年规划”。近几年，承担上述任务的西安光机所〔8〕、天津大学〔9〕和浙江大学均有阶段成果的报导，但均属于机械和声光分幅的原理。综上所述，目前国内外在高速全息摄影
中，为了实现单台激光器能够连续记录多幅信息的目地，主要采用了机械分幅和声光分幅的原理。然而机械式分幅从原理上就无法记录多幅全息干涉图;而声光式分幅虽然可记录多幅全息干涉图，但由于声光效应而在原理上就限制了条纹对比度和幅数，故发展缓慢。而本专利技术采用的是电光式分幅技术，可以在单台激光器组成的全息照相系统中，连续记录多幅全息图和多幅全息干涉图。本专利技术的任务是创造一种可以按照预置时序，连续记录多幅全息图和全息干涉图的内控电光分幅式高速全息摄影仪。专利技术的内容有双指令预置式多脉冲单模红宝石激光器;内控电光分幅式全息照相光路和内控分幅高压预置电路共三部分。可以按记录全息图的具体要求，使物光和参考光在记录介质的指定位置上相遇实现曝光。为此本专利技术的特征一，是采用了电光晶体和PS(或OE)偏光镜组成的内控电光分幅器。该全息光路的所有光程，均由短光路的布局、光学件的结构参数和偏置的高压而定，从而保证了照相光路具有极高的稳定性和最佳的重复性。本专利技术的特征二，是采用了内控同步高压技术，确保内控电光分幅器的快门开关与多脉冲激光束完全同步。所以分幅曝光时，可严格按照预置的程序进行，并完全消除动态漏光对全息图的干扰。本专利技术的特征三，是采用了内容双指令时间预置技术，使多脉冲激光束的发射时间，能够按照动态的目标的实验要求来预置，从而在连续记录多幅全息图和全息干涉图时，均可实现动态曝光计时的预置功能。本专利技术采用单级全息型红宝石激光器，已连续记录了四幅全息图和全息干涉图。还可通过串接激光放大器来增加幅数。由上述特征可知，本专利技术特别适于研究非重复性的瞬态事件的规律。该摄影仪在测量多种物理量的过程中，可构成多型式的全息干涉仪系统和多幅散斑照相系统。以史密斯(H.M.Smith)为代表的全息学专家们曾预言“在数年之内，全息干涉计量术将在全世界工程实验室中被用做一种标准的工具。”因此该仪器将会成为国际上最受欢迎的一种多功能的全息实验装置。它可以广泛应用于实验力学空气动力学、流体力学、断裂力学、等离子体诊断、能源开发和机械科学等领域。目前我国投资近百万元的课题研究中，如煤粉燃烧诊断，轮胎检测、涡轮叶片检验，全息光弹等专题，均采用全息干涉技术作为检测手段。但由于缺乏理想的高速全息摄影装置，所以只能记录单幅信息。所以上述课题均可采用本专利技术来捕捉更多的信息，以获更大成果。本专利技术在附图中作了示范性说明，以透射式目标为例，也可拍射反射式目标。在联机照相之前，先让双指令预置式单模多脉冲红宝石激光器(1)处于模式最佳条件。在内控分幅高压预置电路(3)的控制下，一方面指令加载器(10)对模型(11)施加所需要的动载荷。另一方面按照时序要求指令(1)发射多个脉冲的激光束。该多脉冲激光束经过偏光分束器(4)，先后均被分成二束，其中一束光脉冲经过全反镜(5)和准直透镜(6)照亮整个模型(11)，则透过(11)的光波便做为物光波前(16)射至全息记录介质(9)。与此同时透过(4)的一束光脉冲，经过全反镜(7)(8)便射入“内控电光分幅器”(2)，按分幅曝光的时序要求，(2)在(3)的控制下，先后发射多路参考光束(12)(13)(14)和(15)。这些参数光束分别与相应时刻的物光波前，在空间相遇并使(9)曝光多次，显影处理后便获得多幅全息图。同样处理，在(3)的控制下，(9)的每个曝光区域可记录二个时刻的信息，显影后可获得多幅的全息干涉图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速全息照相技术的“内控电光分幅式高速全息摄影仪”其特征在于采用了内控电光分幅式全息光路和内控分幅高压预置电路。

【技术特征摘要】
1.一种高速全息照相技术的“内控电光分幅式高速全息摄影仪”其特征在于采用了内控电光分幅式全息光路和内控分幅高压预置电路。2.按权利要求1中所说的内控电光分幅式全息光路，其特征是采用电光晶体(KDP)和PS(或OE)偏光镜组成的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：任国权，武星，张俊林，叶志生，王升平，崔景明，高慧敏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]