【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及雷电监测设备领域，具体涉及一种观测雷电光谱的方法。
技术介绍
1、雷电是雷暴天气中发生的一种长距离瞬时放电现象。放电过程中产生的高温、光辐射、电磁辐射以及冲击波等物理效应，会对地面的建筑物、航空航天以及人们的生产生活产生极大危害。雷电光谱研究是深入认识雷电通道的放电过程及雷电致灾机理等的基础，因此，通过观测雷电的光谱，对雷电进一步研究尤为重要。
2、光谱观测能够记录到闪电通道的发射光谱，通过研究雷电的光学图像信息，可以测量出雷电发展的速度、持续时间、通道的形态结构以及亮度变化等特征。依据光谱资料可获取通道内部的物理信息，是研究闪电放电通道内部物理特性的有效方法。另外，随着研究的深入，对雷电放电过程的研究变得越来越精细化，这需要借助高时间分辨率的观测设备和仪器。
3、目前，通常利用三棱镜和光栅等光学器件分光得到雷电的光谱，但是三棱镜对不同波长的光有不同的折射率，会导致出现色差，在某些情况下，还会产生像散，光在三棱镜的表面反射，而每次反射都会有一定比例的光能量被反射回去，不能透过三棱镜，反射损失比较大。和三棱镜类似，光栅表面也会发生反射损失，斜入射的光线经过光栅后光谱中心位置会发生偏移。现有的光栅摄谱仪以及工业应用摄谱仪的帧速也都比较低，通常在几百帧/秒，好的也就上千帧/秒。因此设计一种能够时间分辨率更精细、简单、有效的观测雷电光谱的方法非常必要。
技术实现思路
1、为此，本专利技术实施例提供一种观测雷电光谱的方法，利用高速摄像机获取高时间分
2、为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
3、根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种观测雷电光谱的方法，包括：将一个特定厚度按具有一定几何外形规律变化的薄膜镀在高速摄像机镜头上，利用薄膜干涉，光波直接透射的光和被薄膜的上界面与下界面分别一次反射后的透射光，两束光因相互干涉增强会达到增透的效果；雷电发射的复色光中有各种波长的光，波长不同的光线要达到增透效果需对应不同的增透膜厚度。当复色光通过厚度按具有一定几何外形规律变化的介质薄膜之后，波长不同的光线会因薄膜厚度的不同而发生增透现象，就会投映出连续的按一定规律排列的彩色光带。
4、利用高速摄像机快速拍摄雷电光通过薄膜和摄像机镜头后产生的透射光的光谱。
5、进一步地，所述薄膜为增透膜，可以减少或消除光学表面的反射光，从而增加特定波长的光的透光量，减少或消除系统的杂散光。
6、进一步地，所述增透膜材料可以为mgf2、sio2、al2o3、sio等材料，其折射率小于摄像机镜头的折射率。
7、进一步地，所述增透膜可为中间薄周边厚(或者中间厚周边薄)的圆形薄膜，圆形薄膜的中心与圆形镜头的中心重合，薄膜的半径与镜头的半径相等，且薄膜的厚度沿圆形薄膜的半径均匀增加或者减少，即薄膜的厚度沿径向均匀增加或者减少。复色光入射到厚度不一的薄膜上，而光程差只与薄膜厚度有关，波长与光程差相同或相近或成倍数关系的光将得到加强，其它波长的光将变弱。
8、进一步地，所述增透膜的中心厚度和边缘的厚度分别对应于红光或紫光的最小增透膜厚度。
9、进一步地，所述高速摄像机的帧速可达几十万-百万帧/秒。
10、本专利技术实施例具有如下优点：
11、本专利技术实施例通过将中间薄周边厚(或者中间厚周边薄)的薄膜或厚度按其他规律变化的薄膜镀在高速摄像机的镜头表面，雷电光通过不同厚度的薄膜，波长与光程差相同或相近或成倍数关系的光将得到加强，其它波长的光将变弱，再由高速摄像机快速拍摄，从而能够简单，快速的得到高时间分辨率的雷电的光谱图像。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种观测雷电光谱的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种观测雷电光谱的方法，其特征在于，所述薄膜为增透膜，可以减少或消除光学表面的反射光，从而增加透光量，减少或消除系统的杂散光。
3.如权利要求1所述的一种观测雷电光谱的方法，其特征在于，所述增透膜为中间厚周边薄(或者中间薄周边厚)或厚度按其他规律变化的圆形薄膜，平行光入射到厚度按一定规律变化的薄膜上，光程差只与薄膜厚度有关，波长与光程差相同或相近或成倍数关系的光将得到加强，其它波长的光将变弱。
4.如权利要求1所述的一种观测雷电光谱的方法，其特征在于，所述增透膜材料可以为MgF2、SiO2、Al2O3、SiO等折射率小于摄像机镜头折射率的材料。
5.如权利要求1所述的一种观测雷电光谱的方法，其特征在于，所述高速摄像机的帧速高达几十万帧/秒。
6.如权利要求1所述的一种观测雷电光谱的方法，其特征在于，所述增透膜的中心厚度和边缘的厚度分别对应于红光和紫光(或者紫光和红光)的最小增透膜厚度，由中心到边缘的厚度按径向线性增加(或者减小)。
【技术特征摘要】
1.一种观测雷电光谱的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种观测雷电光谱的方法，其特征在于，所述薄膜为增透膜，可以减少或消除光学表面的反射光，从而增加透光量，减少或消除系统的杂散光。
3.如权利要求1所述的一种观测雷电光谱的方法，其特征在于，所述增透膜为中间厚周边薄(或者中间薄周边厚)或厚度按其他规律变化的圆形薄膜，平行光入射到厚度按一定规律变化的薄膜上，光程差只与薄膜厚度有关，波长与光程差相同或相近或成倍数关系的光将得到加强，其它波长的光将变...
【专利技术属性】
技术研发人员：张悦欣，王彩霞，徐嘉，贾松，程进，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。