[發明專利]一種轉鏡式微秒級過程時?空信息完善記錄儀

有效

• 申請號: 201410299732.5
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104076594B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 李景鎮;孫鳳山;劉寧文;肖川;龔向東;黃虹賓;魏順根;肖正飛;王淑巖;田建華;惠彬;吳慶陽;劉春平;艾月霞;陸小微;蔡懿;陳紅藝
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G03B39/00
• 分類號: G03B39/00
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所44298
• 代理人: 董紅海,萬正平

技術領域

本發明涉及一種轉鏡式微秒級過程時-空信息完善記錄儀。

背景技術

高速成像技術是觀測瞬態事件的時間放大技術，能夠給出高速變化過程的時-空信息。高速成像技術經歷了從高速到甚高速、超高速、極高速，從可見光到遠紅外、紫外、X射線，從研究宏觀物體的運動到研究微觀機制的發展過程。

高速成像技術在研究發射、碰撞類瞬變過程；研究爆轟類超快過程和高電壓放電類瞬態過程；研究固體中聲子和激子的衰變和遷移；研究分子結構動力學、光合作用的原初反應過程中具有重要意義。

隨著爆轟、放電、聚變和其它細觀、微觀高速動力學過程研究水平的提高、得到更多的時空信息、提高判讀精度，要求一次實驗就能同時得到分幅、掃描記錄，要求能夠得到較多畫幅而且易于抓住目標的等待型記錄。早期的分幅掃描同時記錄儀采用外光路中的光振幅分光(例如半透半反)，分成兩束，一束用于超高速分幅攝影機，另一束用于超高速掃描攝影機，由于采用了兩個攝影機，使得整個系統難以做到精確的時間同步和速度一致，造成判讀誤差。

美國曾經設計過的分幅掃描記錄儀包括共用的外光學系統和分光的內光學系統，內光學系統分光形成掃描光束和分幅光束，并且各自分用自己的轉鏡系統。因此整個記錄儀雖然只采用一個攝影機，相對于早期的分幅掃描同時記錄儀有所進步，但由于其存在兩套轉鏡系統，這兩套轉鏡系統的系統時間基準不同，仍然難以做到精確的時間同步和速度一致。之后美國研究了共空間基準、共時間基準的記錄儀，但是這些記錄儀中采用的是空間光束光學系統，空間分辨率低，且系統結構復雜。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種轉鏡式微秒級過程時-空信息完善記錄儀，其能夠在“等待”模式下實現分幅掃描同時記錄，一次實驗能同時得到同一時間基準、同一空間基準的分幅圖像和掃描圖像，空間分辨率高。

本發明通過如下技術方案實現：一種轉鏡式微秒級過程時-空信息完善記錄儀，其包括：

成像系統，所述成像系統包括物鏡、快門組合、等待分光裝置、兩個二次分光裝置、與每個二次分光裝置對應設置的分幅裝置和掃描裝置以及分幅掃描轉鏡裝置，物光經過物鏡后形成的一次像經所述等待分光裝置分為兩束一次像光束，每束一次像光束經過對應的所述二次分光裝置后分為兩束二次像光束，該兩束二次像光束分別經過分幅裝置和掃描裝置形成分幅光束和掃描光束，兩束二次像光束對應的分幅光束和掃描光束均經過所述分幅掃描轉鏡裝置后成像在像面上；所述分幅掃描轉鏡裝置包括球罩、設置在球罩內的轉鏡、驅動轉鏡旋轉的電機、分幅出瞳光闌、中繼透鏡、掃描像面和分幅像面，每個分幅光束入射至球罩內形成位于所述轉鏡鏡面處的三次像，所述三次像經轉鏡反射后出射至球罩外并經所述中繼透鏡后成像在分幅像面上；每個掃描光束入射至球罩內的轉鏡上經轉鏡反射后出射至球罩外成像在掃描像面上；

支撐系統，所述支撐系統用于支撐所述成像系統；和

電控制系統，所述電控制系統用于控制所述快門組合和所述電機。

在本發明的轉鏡式微秒級過程時-空信息完善記錄儀中，所述等待分光裝置包括分劃板、目鏡、主光闌、斜方棱鏡和分光棱鏡，物光經過物鏡后在分劃板處成一次像，一次像依次經過目鏡、主光闌、斜方棱鏡和分光棱鏡后分出兩束一次像光束到對應的二次分光裝置中。

在本發明的轉鏡式微秒級過程時-空信息完善記錄儀中，所述快門組合包括機械快門、快開快門和快關快門，所述機械快門和所述快開快門分別位于所述分劃板的光路上游側和光路下游側，所述快關快門位于目鏡與主光闌之間。

在本發明的轉鏡式微秒級過程時-空信息完善記錄儀中，所述機械快門為毫秒級機械快門，所述快開快門為微秒級電涌式金屬箔快開快門，所述快關快門為微秒級爆炸快關快門。

在本發明的轉鏡式微秒級過程時-空信息完善記錄儀中，所述支撐系統包括升降底座，所述升降底座包括基底、升降柱及驅動升降柱相對于基座升降的搖柄驅動機構，所述搖柄驅動機構包括依次連接的手柄、柄軸、第一錐齒輪、第二錐齒輪及螺桿，所述柄軸通過軸承安裝在所述基座的側部，所述第一錐齒輪的軸線與所述第二錐齒輪的軸線正交，所述第二錐齒輪的旋轉軸固定在所述基底上，所述螺桿與所述升降柱螺紋嚙合。

在本發明的轉鏡式微秒級過程時-空信息完善記錄儀中，所述支撐系統還可以包括云臺，所述云臺包括上半部和下半部，所述上半部樞接在所述下半部上，所述上半部與所述下半部之間設置有俯仰蝸輪蝸桿機構。