[實(shí)用新型]分支目標(biāo)一致的多靈敏度任意反射表面速度干涉儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720678439.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207050864U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆亞?wèn)|;何俊華;王峰;許瑞華;齊文博;王維
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01J11/00
• 分類(lèi)號(hào): G01J11/00
• 代理公司: 西安智邦專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司61211
• 代理人: 陳廣民

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分支目標(biāo)一致的多靈敏度任意反射表面速度干涉儀。

背景技術(shù)

任意反射表面速度干涉儀(Velocity Interferometer System for Any Reflector，縮寫(xiě)為VISAR)是激光聚變靶場(chǎng)沖擊波速度測(cè)量的常規(guī)設(shè)備，它是基于多普勒頻移效應(yīng)進(jìn)行差頻干涉測(cè)速的裝置，通過(guò)記錄實(shí)驗(yàn)中差頻干涉條紋的移動(dòng)量的變化歷程來(lái)計(jì)算沖擊波速度的變化歷程。由于沖擊波速度在經(jīng)歷首輪驅(qū)動(dòng)激光之后可在極短的時(shí)間內(nèi)(數(shù)納秒)達(dá)到極高的速度(幾十km/s)，信號(hào)光的多普勒頻移過(guò)于劇烈而超出了記錄設(shè)備的頻響范圍，導(dǎo)致記錄設(shè)備無(wú)法響應(yīng)，出現(xiàn)整數(shù)級(jí)干涉條紋丟失。因此，對(duì)應(yīng)于可能的不同的丟失條紋數(shù)，得到的沖擊波速度就有無(wú)數(shù)個(gè)解，這給沖擊波速度的評(píng)估帶來(lái)極大困難。

2009年，中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所的李金珂等人在學(xué)位論文《成像型雙靈敏度VISAR系統(tǒng)設(shè)計(jì)及精度分析》中提出了一種雙靈敏度VISAR系統(tǒng)，通過(guò)估算可以在一定程度上緩解整數(shù)級(jí)干涉條紋丟失的問(wèn)題。多靈敏度VISAR是將多普勒頻移光分為至少兩束，并分別進(jìn)入靈敏度不同的多個(gè)測(cè)量分支，每個(gè)測(cè)量分支都將獲得一系列、無(wú)數(shù)個(gè)可能的解。不同測(cè)量分支的多列解之間會(huì)周期性地出現(xiàn)重疊現(xiàn)象，通過(guò)合理設(shè)計(jì)各測(cè)量分支的干涉儀靈敏度，可以大幅降低多列解重疊的頻率，進(jìn)而減少可能解的數(shù)量并增加相鄰多個(gè)解的速度差異。而通過(guò)物理理論模型的計(jì)算，可以給出沖擊波速度的大致范圍，出現(xiàn)在理論預(yù)估范圍內(nèi)的重疊解即為真實(shí)的沖擊波速度。

在目前較為成熟的多靈敏度VISAR系統(tǒng)中，每個(gè)測(cè)量分支都有一臺(tái)獨(dú)立的條紋相機(jī)記錄干涉數(shù)據(jù)，條紋相機(jī)狹縫將截取待測(cè)靶面上一條直線進(jìn)行測(cè)量。由于目標(biāo)靶面是一個(gè)沒(méi)有明顯標(biāo)志物的平面，因此在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中很難保證所有測(cè)量分支的條紋相機(jī)具有同一目標(biāo)直線，在后續(xù)地對(duì)各條紋相機(jī)進(jìn)行聯(lián)立求解時(shí)也難以獲得準(zhǔn)確的測(cè)算結(jié)果。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的多靈敏度VISAR系統(tǒng)中各測(cè)量分支的測(cè)量目標(biāo)存在誤差的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種分支目標(biāo)一致的多靈敏度任意反射表面速度干涉儀。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種分支目標(biāo)一致的多靈敏度任意反射表面速度干涉儀，其特殊之處在于：包括照明光源、照明分束鏡、成像鏡頭、中間像面和信號(hào)分束鏡，照明光源發(fā)出的激光經(jīng)照明分束鏡反射后再經(jīng)過(guò)成像鏡頭聚焦于靶面，由靶面反射的多普勒信號(hào)光經(jīng)成像鏡頭會(huì)聚于中間像面，然后經(jīng)信號(hào)分束鏡分束后進(jìn)入多個(gè)測(cè)量分支，所述測(cè)量分支包括沿光路傳播方向設(shè)置的準(zhǔn)直鏡、干涉儀、會(huì)聚鏡和條紋相機(jī)；所述條紋相機(jī)是不帶狹縫的條紋相機(jī)，所述中間像面上設(shè)置有狹縫。

進(jìn)一步地，上述照明光源與照明分束鏡之間還設(shè)置有整形照明鏡頭。

進(jìn)一步地，上述照明光源發(fā)出的激光經(jīng)照明光纖傳輸至整形照明鏡頭。

進(jìn)一步地，上述測(cè)量分支的干涉儀中設(shè)置有平行平晶標(biāo)準(zhǔn)具。

進(jìn)一步地，不同測(cè)量分支內(nèi)的平行平晶標(biāo)準(zhǔn)具的厚度不同。

進(jìn)一步地，上述中間像面上設(shè)置的狹縫是長(zhǎng)25mm、寬50μm的狹縫。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型在多個(gè)測(cè)量分支的共用光路的中間像面處設(shè)置共用狹縫，狹縫截取了靶面上一條待測(cè)直線，然后去除所有條紋相機(jī)的狹縫，共用狹縫的像將通過(guò)VISAR原有光路分別成像在各個(gè)條紋相機(jī)原狹縫位置，由條紋相機(jī)進(jìn)行記錄，從而實(shí)現(xiàn)多臺(tái)條紋相機(jī)具有絕對(duì)一致的待測(cè)目標(biāo)。在多靈敏度測(cè)量并聯(lián)立求解時(shí)，能夠更精準(zhǔn)地確立重疊解，避免了多靈敏度測(cè)量因目標(biāo)瞄準(zhǔn)誤差導(dǎo)致的計(jì)算錯(cuò)誤。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型分支目標(biāo)一致的多靈敏度任意反射表面速度干涉儀的較佳實(shí)施例原理示意圖。

圖2為圖1中A處放大視圖。

其中，附圖標(biāo)記為：1-照明光源，2-整形照明鏡頭，3-照明分束鏡，4-成像鏡頭，5-靶面，6-中間像面，7-信號(hào)分束鏡，8-準(zhǔn)直鏡，9-干涉儀，10-平行平晶標(biāo)準(zhǔn)具，11-會(huì)聚鏡，12-條紋相機(jī)。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例為一種分支目標(biāo)一致的多靈敏度任意反射表面速度干涉儀，主要包括照明光源1、照明分束鏡3、成像鏡頭4、中間像面6和信號(hào)分束鏡7，照明光源1發(fā)出的激光經(jīng)照明光纖傳輸進(jìn)入整形照明鏡頭2，然后由照明分束鏡3反射后再經(jīng)過(guò)成像鏡頭4聚焦于靶面5，由靶面5反射的多普勒信號(hào)光經(jīng)成像鏡頭4會(huì)聚于中間像面6，然后經(jīng)信號(hào)分束鏡7分束后進(jìn)入兩個(gè)測(cè)量分支，每個(gè)測(cè)量分支內(nèi)均包括沿光路傳播方向設(shè)置的準(zhǔn)直鏡8、干涉儀9、會(huì)聚鏡11和條紋相機(jī)12。如圖2所示，干涉儀9中設(shè)置有平行平晶標(biāo)準(zhǔn)具10，兩個(gè)測(cè)量分支內(nèi)設(shè)置的平行平晶標(biāo)準(zhǔn)具的厚度不同。條紋相機(jī)12是不帶狹縫的條紋相機(jī)，而且中間像面6上設(shè)置有共用狹縫。共用狹縫的像將通過(guò)VISAR原有光路分別成像在各個(gè)條紋相機(jī)原狹縫位置，由條紋相機(jī)進(jìn)行記錄，從而實(shí)現(xiàn)多臺(tái)條紋相機(jī)具有絕對(duì)一致的待測(cè)目標(biāo)。在多靈敏度測(cè)量并聯(lián)立求解時(shí)，能夠更精準(zhǔn)地確立重疊解，避免了多靈敏度測(cè)量因目標(biāo)瞄準(zhǔn)誤差導(dǎo)致的計(jì)算錯(cuò)誤。