[實用新型]紋影準單色光源裝置

有效

• 申請號: 201020179175.0
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN201754206U
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發明（設計）人: 王昌建;陸守香
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G02B27/54
• 分類號: G02B27/54;F21V13/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本實用新型屬于紋影光學成像技術領域，具體涉及一種新型紋影準單色光源裝置。

背景技術

當平行光線經過與其垂直方向有密度梯度的流場時會發生偏折，紋影系統光學成像就是利用這一原理來實現對流場的觀測。紋影系統的結構方式有很多種，但主要包括光源系統(光源、狹縫、透鏡、平面反射鏡等)、紋影鏡和成像系統(刀口、平面反射鏡、相機或CCD等)。紋影鏡可采用大口徑的凸透鏡或凹面反射鏡。紋影系統廣泛應用在風洞、燃燒及彈道等科學研究領域。

針對高速燃燒流場(如爆燃、爆轟、超燃等)，傳統的紋影系統光源主要有白光光源和激光光源。采用白光光源，由于流場自發光，會干擾光源的成像質量，導致成像模糊。而采用激光光源和濾光片，盡管能將燃燒流場自發光濾除，但由于激光具有很好的相干性，會導致成像圖上有很多的干涉條紋，明顯影響成像質量。因此，為了提高高速燃燒流場的紋影成像質量，迫切需要一種新型的紋影光源，即能消除燃燒流場自發光的影響，又能消除激光所帶來的干涉條紋影響。

發明內容

在高速燃燒流場紋影光學成像時，為了避免采用白光光源時燃燒流場自發光的影響，又能避免干涉條紋對紋影成像影響，本實用新型提供一種紋影準單色光源裝置。

具體的技術解決方案如下：

紋影準單色光源裝置包括箱體7，箱體7內底面設有光具導軌6，所述光具導軌6上由前至后同軸依次通過光具座設有光源3、凸透鏡A1、凸透鏡B2、凹透鏡4和濾光片5，與濾光片5相對應的一側箱體7上設有通光孔8。

所述光源的發光點位于凸透鏡A1的焦點處；

所述凸透鏡A1的焦徑比即焦距與直徑之比不大于1；

所述凸透鏡A1與凸透鏡B2之間的間距大于2倍凸透鏡B2的焦距；

所述凹透鏡4位于凸透鏡B2的焦點之前，并與凸透鏡B2共焦點；所述凹透鏡4的直徑為6～10mm，其焦徑比小于或等于凸透鏡B2的焦徑比。

濾光片5帶通光帶寬為10-20nm，透過率大于50％。

本實用新型的有益技術效果在于：利用窄帶準單色光代替了現有技術中的白光和激光，克服了高速燃燒流場自發光和激光干涉條紋對紋影光學成像的影響，從而提高了紋影成像質量。本實用新型采用透鏡和濾光片為主要部件，相對于激光器來說，價格便宜。另外，該發明便于調節，使用靈活，有利于使用者根據各自的需求進行調節，得到不同顏色的準單色光，用于其它用途。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖，

圖2為本實用新型使用狀態圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過實施例對本實用新型作進一步地描述。

實施例：

參見圖1，紋影準單色光源裝置包括箱體7，箱體7內底面安裝有光具導軌6，光具導軌6上由前至后通過光具座9依次排列安裝有鹵鎢燈3、凸透鏡A1、凸透鏡B2、凹透鏡4和濾光片5，它們的光軸中心被設置在同一條光軸線上；光具座9能進行三坐標調節，即俯仰、轉動和升降，以便調整鹵鎢燈3的發光點、透鏡、濾光片的高度，使各中心保持相同光軸。與濾光片5相對應的一側箱體7上開設有通光孔8。鹵鎢燈3的發光點位于凸透鏡A1的焦點處；凸透鏡A1與凸透鏡B2之間的間距為150mm；凹透鏡4位于凸透鏡B2的焦點之前，并與凸透鏡B2共焦點；凹透鏡4和濾光片5之間的間距為30mm；濾光片5與通光孔8之間的間距為20mm；鹵鎢燈3的功率為50W；凸透鏡A1的直徑為30mm，焦距為20mm；凸透鏡B2的直徑為30mm，焦距為60mm；凹透鏡4的直徑為10mm，焦距為16mm；濾光片5的中心波長600nm，帶寬15nm，透過率大于50％。

鹵鎢燈3發出的光經過凸透鏡A1、凸透鏡B2和凹透鏡4后形成平行光束，平行光束最后經過一個窄帶濾光片5從箱體側壁上的通光孔8射出。

將本實用新型應用于紋影系統時，見圖2，形成的準單色光束直徑為8mm。本實用新型光源10的光在紋影系統中可以看作為類激光進行調節。即光源的光首先經過一個凸透鏡11(直徑為10mm，焦距為72mm)。形成的中心發散光經過紋影凹面反射鏡12后射出平行光，平行光經過高速爆轟流場14，再經過紋影凹面反射鏡13匯聚，凹面反射鏡12和紋影凹面反射鏡13參數完全相同，直徑300mm，焦距3m。匯聚的光經過刀口15后再經過另一片濾光片17(與前述濾光片參數完全相同)，成像于高速CCD16(其拍攝頻率1000fps，畫幅像數512×512)。實驗結果表明，本實用新型準單色光源使用方便，質量優良，且能清晰地顯示出高速燃燒流場中密度的變化。

實施例2：