[發(fā)明專利]一種平面激光拍攝裝置及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811600141.1
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109752916A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹必峰;葉澤;楊順華;鄧維鑫;俞升浩;賈和坤;解玄;徐斌;王葭澤
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G03B39/00
• 分類號: G03B39/00;G03B15/05;H04N5/235
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種平面激光拍攝裝置及其方法，包括激光器、整形器、同步控制器、圖片采集設(shè)備、激光散射系和計算機(jī)；本發(fā)明在計算機(jī)上設(shè)定時間，同步控制器給出觸發(fā)信號到相機(jī)和激光器上，激光器發(fā)出脈沖激光通過整形器，變成具有一定厚度的片激光進(jìn)入激光散射系，在散射系中經(jīng)歷一系列光路使光的傳播方向、偏振方向和相位等無序化，光線最終通過散射系無反光材料的一側(cè)射出，從而形成光強均勻分布的平面激光光源，實現(xiàn)相機(jī)與背景光源的同時觸發(fā)，并且可以在毫秒量級內(nèi)實現(xiàn)精確定點拍攝，提高拍攝精度，節(jié)省為縮小相機(jī)光圈而產(chǎn)生的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光拍攝研究領(lǐng)域，具體涉及一種平面激光拍攝裝置及其方法。

背景技術(shù)

在進(jìn)行高速物體瞬間拍攝的時候，陰影法是一種高效的方法，但是普通平面光源的頻率較低，拍攝時會出現(xiàn)黑屏現(xiàn)象，采集高速運動物體的圖像時也會出現(xiàn)拖影現(xiàn)象，影響對拍攝結(jié)果的分析，并且采用普通光源對拍攝相機(jī)的捕捉幀數(shù)也會大大提高，增加了拍攝成本。

而激光作為一種脈沖光源，能夠輕松實現(xiàn)納秒量級的脈寬提高分辨率分辨率，減少為縮小相機(jī)光圈而產(chǎn)生的成本。但是脈沖激光進(jìn)入介質(zhì)時會隨著距離的增加光源強度逐漸減少，并且光強分布不均勻，這些使得激光作為平面光源受到了限制。

現(xiàn)有技術(shù)在解決激光高斯分布方面都進(jìn)行了一定的研究，但是研究內(nèi)容不夠豐富。現(xiàn)有技術(shù)中采用多模光纖中傳輸光信號均勻化與消相干的方法，通過超聲波振蕩器使放置在液體中使光斑達(dá)到均勻化的效果。雖然該方法原理簡單但是裝置較大不易操作?，F(xiàn)有技術(shù)中通過給光纖施加應(yīng)力改善光纖輸出激光光束的空間分布，同時由震動馬達(dá)帶給光纖的輕微震動勻化照射面上的干涉散斑，但這裝置結(jié)構(gòu)較為精密不能普及使用?，F(xiàn)有技術(shù)中通過對相位調(diào)制器加載非正弦形射頻信號源調(diào)制得到高斯形光脈沖，從而能夠?qū)鬏敺糯蠛蟮姆l效應(yīng)具有較好的抑制作用，但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜?，F(xiàn)有技術(shù)中將激光通入NaCl水溶液的散射媒介中，通過多次散射和反射使激光更加均勻化，這種方法原理與實施都較為簡單，但是這激光利用率較低，無法實現(xiàn)大面積光的照射。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種與相機(jī)同步控制的平面激光拍攝裝置及其方法。當(dāng)相機(jī)與激光運用同步控制器同時開啟時，首先利用激光作為平面光源解決了普通光源頻率較低與強度不夠的問題，接著利用整形器將激光光源變?yōu)槠す膺M(jìn)行初步均勻化，然后射入有機(jī)玻璃中，運用丁達(dá)爾效應(yīng)解決激光的高斯分布，形成強度均勻的平面光源。在該點拍攝成功后，相機(jī)與激光同時關(guān)閉，只有在計算機(jī)上設(shè)置的時間點才能進(jìn)行拍攝，根據(jù)所需的時間點圖像，實現(xiàn)精準(zhǔn)的定點拍攝。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種平面激光拍攝裝置，包括激光器、整形器、同步控制器、圖片采集設(shè)備、激光散射系和計算機(jī)；

所述同步控制器分別與圖片采集設(shè)備和激光器的一端連接；

所述激光器的另一端與整形器連接，所述激光散射系位于整形器的激光出口；激光經(jīng)過整形器射入激光散射系后射出形成平面光源；

所述計算機(jī)與同步控制器連接。

上述方案中，所述激光散射系包括有機(jī)玻璃與反射面；

所述有機(jī)玻璃為六個面的長方體，所述長方體的厚度大于激光厚度，其中，有機(jī)玻璃的激光入射面和出射面分別為兩個相互連在一起的最小面與最大面；

所述反射面設(shè)置在長方體除激光入射面和出射面以外的面。

進(jìn)一步的，所述反射面為鏡面反射。

上述方案中，所述激光器包括激光器主體和變頻模組；

所述變頻模組安裝在激光器主體前面。

進(jìn)一步的，所述整形器為圓柱狀，整形器與變頻模組連接。

上述方案中，所述激光器為納秒級YAG激光器。