[發(fā)明專利]極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910109025.4
• 申請(qǐng)日: 2009-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN101625080A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李景鎮(zhèn);吳慶陽(yáng);惠彬;劉春平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): F21S2/00
• 分類號(hào): F21S2/00;F21V8/00;F21V5/00;H01S3/00;H01S3/02;G03B15/05
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 周正雄;朱曉江

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及極高速攝影技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種極高速攝影技術(shù)中所需的極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器，相鄰點(diǎn)光源的時(shí)間間隔在亞納秒量級(jí)。?

【背景技術(shù)】

隨著極端物理?xiàng)l件下科學(xué)研究的飛速發(fā)展，例如極高速激光飛片技術(shù)和Z-pinch爆磁-箍縮類所形成的太帕(Tpa)級(jí)等熵壓力峰值和50-100km/s的飛逸速度，要求在幾個(gè)納秒的特征時(shí)間里能實(shí)現(xiàn)不少于10幅的有著高空間分辨率的分幅圖像，即需要實(shí)現(xiàn)每秒百億幅攝影頻率的分幅極高速攝影，而且所記錄的畫幅要有足夠大的空間帶寬積。這種攝影只有用時(shí)序點(diǎn)光源陣列的火花型攝影系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是按時(shí)序依次驅(qū)動(dòng)并行的多個(gè)子光學(xué)成像系統(tǒng)，使得攝影機(jī)按照預(yù)設(shè)的頻率曝光獲得分幅圖像，需要保證子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)和獲取的畫幅張數(shù)一樣。按照這種原理制作成的極高速攝影裝置稱為火花攝影裝置。?

火花攝影裝置的實(shí)質(zhì)是依靠并行的子光學(xué)成像系統(tǒng)的按時(shí)序依次輸出，即產(chǎn)生高頻率的頻閃，其關(guān)鍵技術(shù)在于時(shí)序點(diǎn)光源的驅(qū)動(dòng)，或者是記錄介質(zhì)的時(shí)序記錄，其攝影頻率直接取決于時(shí)序驅(qū)動(dòng)(或時(shí)序記錄)的最小時(shí)間間隔，即分幅時(shí)間。目前火花型高速攝影裝置中的頻閃光源發(fā)展成兩種類型(文獻(xiàn)spie，vol。2513，1996：196～208)：一種是時(shí)序驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)光源，適用于后向照明，實(shí)現(xiàn)陰影攝影，紋影攝影和干涉攝影，主要是依靠提高LED電光源的閃爍頻率來(lái)獲得較高的攝影頻率，其攝影頻率可達(dá)到每秒一千萬(wàn)幅；另一種是時(shí)序驅(qū)動(dòng)面陣CCD陣列，適用于前向照明，主要是通過(guò)縮短面陣CCD陣列的感應(yīng)時(shí)序來(lái)獲得較高的攝影頻率，其攝影頻率可達(dá)到每秒百萬(wàn)幅。這兩種類型的頻閃點(diǎn)光源均不能達(dá)到極高速攝影裝置中所需要的每秒百億幅的攝影頻率。?

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中火花型高速攝影裝置中的不能滿足極高速攝影技術(shù)中所需要的更高的攝影頻率的問(wèn)題，提供一種極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器，以獲得極高頻率的頻閃。?

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器，包括產(chǎn)生脈沖光束的脈沖激光器、使得脈沖光束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)裝置和將偏轉(zhuǎn)的脈沖光束按時(shí)序?qū)С龅墓鈱?dǎo)裝置，所述光導(dǎo)裝置包括由兩根或兩根以上的導(dǎo)光元件組成的導(dǎo)光組件，經(jīng)所述偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)后的脈沖光束從所述導(dǎo)光組件的輸入端輸入且從導(dǎo)光組件的輸出端輸出；每根所述導(dǎo)光元件的一端在所述導(dǎo)光組件的輸入端呈線性排列并與所述脈沖光束的偏轉(zhuǎn)方向重合，每根所述導(dǎo)光元件的另一端在所述導(dǎo)光組件的輸出端呈集束排列。?

在本發(fā)明所述的極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器中，所述光導(dǎo)裝置中的導(dǎo)光元件為光纖，所述光導(dǎo)裝置還包括將所有光纖的一端固定在導(dǎo)光組件輸入端的前固定盤以及將所有光纖的另一端固定在導(dǎo)光組件輸出端的后固定盤。?

在本發(fā)明所述的極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器中，在所述前固定盤上相鄰兩根所述光纖之間的間距可調(diào)。?

在本發(fā)明所述的極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器中，所述前固定盤上設(shè)有與所述脈沖光束的偏轉(zhuǎn)方向重合的滑槽，在所述滑槽內(nèi)對(duì)應(yīng)每根所述光纖設(shè)有供光纖滑動(dòng)的通孔，所述光纖的端部設(shè)有遮擋所述通孔的擋板，所述擋板在所述滑槽內(nèi)可沿所述脈沖光束的偏轉(zhuǎn)方向滑動(dòng)。?

在本發(fā)明所述的極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器中，與每根所述光纖對(duì)應(yīng)的所述滑槽和擋板之間設(shè)有調(diào)整所述擋板在滑槽內(nèi)位置的微調(diào)機(jī)構(gòu)。?

在本發(fā)明所述的極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器中，所述微調(diào)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述滑槽壁和擋板之間相互配合的齒輪和齒條，所述齒條方向與所述擋板在滑槽內(nèi)的滑動(dòng)方向一致。?

在本發(fā)明所述的極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器中，所述偏轉(zhuǎn)裝置包括電光偏轉(zhuǎn)晶體和在電光偏轉(zhuǎn)晶體附近產(chǎn)生高壓脈沖電場(chǎng)的高壓脈沖發(fā)生器。?

在本發(fā)明所述的極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器中，設(shè)置所述脈沖激光器發(fā)出的脈沖光束在高壓脈沖前沿施加在所述電光偏轉(zhuǎn)晶體上的過(guò)程中到達(dá)所述電光?偏轉(zhuǎn)晶體，使在電光偏轉(zhuǎn)晶體中傳輸?shù)拿}沖光束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。?

在本發(fā)明所述的極高頻率頻閃點(diǎn)光源發(fā)生器中，所述電光偏轉(zhuǎn)晶體為鈮酸鋰晶體或鈮酸鉀晶體或磷酸氧鈦鉀(KTiOPO4，KTP)晶體。?