[發(fā)明專利]用于序列激光陰影照相系統(tǒng)的小孔濾光裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410342898.0
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104238121B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝愛民;黃潔;宋強;鄭蕾;石安華;柯發(fā)偉;柳森
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 國防專利服務(wù)中心11043
• 代理人: 胡均平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及序列激光陰影照相系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于序列激光陰影照相系統(tǒng)的小孔濾光裝置。

背景技術(shù)

為了滿足超高速目標(biāo)變化過程多序列成像，發(fā)展了多序列激光陰影照相系統(tǒng)，序列激光陰影照相系統(tǒng)是利用多激光光源光束在不同空間位置及偏折原理進(jìn)行分光，實現(xiàn)多束光進(jìn)行重合或分離以對同一目標(biāo)單獨成像。該系統(tǒng)的實現(xiàn)，其中最重要的關(guān)鍵技術(shù)就是對多路激光光路進(jìn)行分光，使多激光光源光路在測試視場中心重合，以保證多激光光路能對同一目標(biāo)成像，同時在成像系統(tǒng)附近成像焦斑又能分開一定的距離，從而分別進(jìn)入多個成像接收端，實現(xiàn)對同一目標(biāo)成像進(jìn)行序列激光陰影照相的目的。

為了實現(xiàn)不同時刻的成像光路對應(yīng)不同的感光介質(zhì)，需要使用分光裝置把不同光路的信號在空間上進(jìn)行分開。因為光路中的光源為激光單色光源，成像物鏡匯集后的實焦點不是嚴(yán)格的一個點，而是一個夫瑯和費衍射光斑，如圖4所示，用通常的圓孔光闌結(jié)構(gòu)會把光斑處的高頻信息損失掉，獲得的圖像分辨率將會降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的問題是：提供一種用于序列激光陰影照相系統(tǒng)的小孔濾光裝置，該裝置不損失光斑處的高頻信息。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于序列激光陰影照相系統(tǒng)的小孔濾光裝置，該裝置包括成像物鏡與小孔光闌，成像物鏡用于對序列激光陰影照相系統(tǒng)光路中的至少兩個準(zhǔn)直光束進(jìn)行匯聚，在物鏡焦距處形成與準(zhǔn)直光束個數(shù)相同的實焦斑；在實焦斑處放置小孔光闌，小孔光闌是一個長方體薄片，并在薄片上開有一個錐體豁口，保證一個實焦斑的光束通過錐體豁口而阻擋其它實焦斑的光束通過。

進(jìn)一步，所述的用于序列激光陰影照相系統(tǒng)的小孔濾光裝置還包括三維調(diào)整支架，小孔光闌固定在三維調(diào)整支架上。

進(jìn)一步，所述成像物鏡為膠合透鏡。

本發(fā)明有益效果：

由于本發(fā)明的用于序列激光陰影照相系統(tǒng)的小孔濾光裝置的小孔光闌是一個長方體薄片，并在薄片上開有一個錐體豁口，從而使高頻信息不丟失條件下保持某一路光束的光斑信息通過。而且通過本發(fā)明的裝置在進(jìn)行紋影測量時實現(xiàn)紋影刀口的功能。

附圖說明

圖1是本實施例中用于序列激光陰影照相的小孔光闌裝置示意圖。

圖2為小孔光闌的外形結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為成像物鏡組結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為傳統(tǒng)常規(guī)的小孔光闌形狀示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明的用于序列激光陰影照相的小孔濾光裝置包括成像物鏡與小孔光闌。如圖3所示，成像物鏡為膠合透鏡，用于對序列激光陰影照相系統(tǒng)光路中的至少兩個準(zhǔn)直光束進(jìn)行匯聚，在物鏡焦距處形成與準(zhǔn)直光束個數(shù)相同的實焦斑；在實焦斑處放置小孔光闌，保證一個實焦斑的光束通過而阻擋其它實焦斑的光束通過。如圖2所示，小孔光闌是一個長方體薄片，并在薄片上開有一個錐體豁口，以便于高頻信息不丟失條件下保持某一路光束的光斑信息通過。

本發(fā)明的用于序列激光陰影照相的小孔濾光裝置還包括三維調(diào)整支架，小孔光闌固定在三維調(diào)整支架上，三維調(diào)整支架根據(jù)每個實焦斑的排布，調(diào)整小孔光闌位于焦斑位置，并使得一個實焦斑通過小孔光闌上的錐體豁口。

工作原理：

根據(jù)頻譜學(xué)分析，在光束的焦斑處為頻譜變化過程，焦斑實際上為一個彌散斑，不能簡單根據(jù)幾何光學(xué)原理而理解為一個點。彌散斑中能量集中的區(qū)域主要為低頻信息，而周圍彌散的光斑為高頻信息。因此，只要光束通過任何障礙物時信息都會發(fā)生丟失。而常規(guī)的光闌主要采用圓孔光闌，使用時會遮擋大量的高頻信息，致使成像后的圖像質(zhì)量不高。通過使用本發(fā)明的裝置，可以有效的提高光束信息量的通過，且可以遮擋其他光束對通過光束的影響。

實施例

如圖1所示，以2組準(zhǔn)直光束為例，準(zhǔn)直光束101和準(zhǔn)直光束102，通過成像物鏡2后匯聚到焦點位置形成一個焦斑，小孔光闌4位于焦斑位置處，小孔光闌4固定在三維調(diào)整支架3上面。

小孔光闌4的形狀如圖2所示，其厚度0.8mm～1.2mm，材料表面可進(jìn)行發(fā)黑或涂黑色油漆。三維調(diào)整支架沿光軸方向上下、左右、前后可調(diào)范圍各為3mm，步進(jìn)量最小為0.05mm。在進(jìn)行激光陰影測量時，實焦斑7需要完全通過小孔光闌4的豁口，在進(jìn)行激光紋影測量時，焦斑大小的80％～90％通過孔光闌4的豁口。

成像物鏡2為膠合透鏡，其外形結(jié)構(gòu)如圖3所示，焦距為147mm，有效通光直徑為30mm，表面鍍激光532nm增透膜；成像物鏡前組材料為BK7，其折射率為1.580，阿貝常數(shù)為64.169998，成像物鏡后組6材料為SF1，其折射率為1.71736，阿貝常數(shù)為29.51。成像物鏡前組5中心厚度為12.11mm，曲率分別為凹面-91.15、凸面19.184；成像物鏡后組6中心厚度為15.87mm，曲率分別為凹面-19.184、凸面36.77mm。