【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学测量，具体为一种可对火焰内目标进行高速成像探测的方法和装置。
技术介绍
1、在一些实验中，常常需要对火焰内的目标进行成像，以获取目标在火焰内随时间的变形情况。但是由于火焰发光的干扰，普通的成像设备无法获取火焰内目标的图像，为此，我们提出一种可对火焰内目标进行高速成像探测的方法和装置。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种可对火焰内目标进行高速成像探测的方法和装置，利用红外激光对火焰的穿透性并在时间上将火焰发光和目标反射的激光信号分开，从而克服火焰光干扰并获取目标的图像；本专利技术采用重频激光器配合高重频像增强器和高速相机可是火焰内目标图像的拍摄速率达到1000fps以上，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，包括重频激光器、光束整形器、同步器、高速相机、像增强器、镜头、滤光片、目标和计算机；
4、所述重频激光器发射激光光束，激光光束经光束整形器整形后对目标进行照射；照射之后目标的反射光经过滤光片、镜头以及像增强器经由高速相机捕获最终由计算机显示和存储；
5、所述同步器用于给重频激光器、像增强器和高速相机发射同步脉冲，控制重频激光器、像增强器和高速相机的工作顺序。
6、优选的，所述目标为火焰内的待测物体。
7、优选的，所述重频激光器为nd：yag脉冲激光器，其激光波长为1.
8、优选的，所述光束整形器为激光扩束整形光学系统，由多片镜片组成，其作用是将激光光束扩束并整形为需要的大小和形状。
9、优选的，所述同步器为多路同步器，可输出至少三路同步ttl脉冲信号，同步精度1ns，每路可调延时1ns～1ms，脉冲宽度可调。
10、优选的，所述高速相机为近红外高速相机，其满画幅分辨率不小于1024*1024，满画幅最高帧率不小于1000fps,响应波长覆盖1064nm，具备外触发功能，可通过外触发信号精确同步每一帧图像的记录。
11、优选的，所述像增强器为近红外像增强器，响应波长覆盖1064±10nm，最高增益不小于1000，可通过外触发信号控制输出，支持不小于1000hz的工作频率。
12、优选的，所述滤光片为窄带滤光片，中心波长1064nm，半高宽3nm，其作用是滤除火焰光，只让1064nm的激光信号通过。
13、本专利技术还提供一种可对火焰内目标进行高速成像探测的方法，包括如下步骤：
14、步骤一：同步器先输出一个同步脉冲t1给重频激光器，重频激光器发射一个激光脉冲，激光光束经光束整形器整形为满足视场要求的形状和大小的光束对目标进行照射；
15、步骤二：同步器再输出两路同步脉冲t2和t3分别给像增强器和高速相机，同时触发像增强器和高速相机，t2和t3比t1延迟δt＝2*l/c，其中l为装置到目标的距离，c为空气中的光速，t2脉宽匹配激光脉冲的宽度，t3脉宽设置为1μs；这样当目标反射光到达时，像增强器刚好打开，高速相机也开始采集记录，将目标的图像记录下来，最终显示和存储在计算机上。
16、优选的，在步骤一中，激光光束经光束整形器整形为满足视场要求的形状和大小，该形状为矩形，尺寸略大于目标尺寸。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一种可对火焰内目标进行高速成像探测的方法和装置，具有以下好处：
18、1、本专利技术利用红外激光对火焰的穿透性并在时间上将火焰发光和目标反射的激光信号分开，从而克服火焰光干扰并获取目标的图像；
19、2、本专利技术采用重频激光器配合高重频像增强器和高速相机可使火焰内目标图像的拍摄速率达到1000fps以上。
20、3、本专利技术最终成像清楚且完整。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：包括重频激光器(1)、光束整形器(2)、同步器(3)、高速相机(4)、像增强器(5)、镜头(6)、滤光片(7)、目标(8)和计算机(9)；
2.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述目标(8)为火焰内的待测物体。
3.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述重频激光器(1)为Nd：YAG脉冲激光器，其激光波长为1.064μm，脉冲宽度为10ns-20ns，最大单脉冲输出能量为100mJ，可通过外触发信号和Q触发信号控制激光的输出。
4.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述光束整形器(2)为激光扩束整形光学系统，由多片镜片组成，其作用是将激光光束扩束并整形为需要的大小和形状。
5.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述同步器(3)为多路同步器，可输出至少三路同步TTL脉冲信号，同步精度1ns，每路可调延时1ns～1ms，
6.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述高速相机(4)为近红外高速相机，其满画幅分辨率不小于1024*1024，满画幅最高帧率不小于1000fps,响应波长覆盖1064nm，具备外触发功能，可通过外触发信号精确同步每一帧图像的记录。
7.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述像增强器(5)为近红外像增强器，响应波长覆盖1064±10nm，最高增益不小于1000，可通过外触发信号控制输出，支持不小于1000Hz的工作频率。
8.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述滤光片(7)为窄带滤光片，中心波长1064nm，半高宽3nm，其作用是滤除火焰光，只让1064nm的激光信号通过。
9.一种可对火焰内目标进行高速成像探测的方法，使用了权利要求1-8所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的方法，其特征在于：在步骤一中，激光光束经光束整形器(2)整形为满足视场要求的形状和大小，该形状为矩形，尺寸大于目标(8)尺寸。
...【技术特征摘要】
1.一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：包括重频激光器(1)、光束整形器(2)、同步器(3)、高速相机(4)、像增强器(5)、镜头(6)、滤光片(7)、目标(8)和计算机(9)；
2.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述目标(8)为火焰内的待测物体。
3.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述重频激光器(1)为nd：yag脉冲激光器，其激光波长为1.064μm，脉冲宽度为10ns-20ns，最大单脉冲输出能量为100mj，可通过外触发信号和q触发信号控制激光的输出。
4.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述光束整形器(2)为激光扩束整形光学系统，由多片镜片组成，其作用是将激光光束扩束并整形为需要的大小和形状。
5.根据权利要求1所述的一种可对火焰内目标进行高速成像探测的装置，其特征在于：所述同步器(3)为多路同步器，可输出至少三路同步ttl脉冲信号，同步精度1ns，每路可调延时1ns～1ms，脉冲宽度可调。
6.根据权利要求1所述的一种可对...
【专利技术属性】
技术研发人员：王荣波，文波，
申请(专利权)人：四川乾晟光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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