[發(fā)明專利]超高速預(yù)置贗熱光源裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010054295.6
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111238635B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅笑冬;龔文林;韓申生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: G01J1/08
• 分類號: G01J1/08
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

超高速預(yù)置贗熱光源裝置，包括可控脈沖式激光器、帶有高精度光柵尺的旋轉(zhuǎn)步進電機、隨機相位板、標(biāo)定相機、成像透鏡以及控制器。所述贗熱光源裝置通過精確控制毛玻璃位置、激光器脈沖發(fā)出時間、標(biāo)定相機開始曝光時間構(gòu)成一套固定的可重復(fù)使用的預(yù)置贗熱光場，且各輻照位置采用首尾相接的循環(huán)設(shè)計方式，使得本裝置生成的贗熱光場可閉環(huán)連續(xù)使用。本發(fā)明超高速預(yù)置贗熱光源具有光場切換速度快、可閉環(huán)等特點，在實時成像的強度關(guān)聯(lián)成像中有很大的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超高速預(yù)置贗熱光源裝置，可應(yīng)用于強度關(guān)聯(lián)成像領(lǐng)域，尤其對于快速關(guān)聯(lián)成像成像具有重要意義。

背景技術(shù)

由于具有光強關(guān)聯(lián)特性和較好的大氣傳輸特性，人為調(diào)控產(chǎn)生的贗熱光在光學(xué)關(guān)聯(lián)成像、激光目標(biāo)探測與無線光通信等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用價值。在可見光和近紅外波段，現(xiàn)有的贗熱光主要有基于旋轉(zhuǎn)毛玻璃和液晶光閥兩大類產(chǎn)生方式。最早的贗熱光是由Martienssen和Spiller在1964年設(shè)計發(fā)明的，它由連續(xù)激光通過旋轉(zhuǎn)毛玻璃(亦即隨機相位板)產(chǎn)生，但是這種自由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的贗熱光源，各輻照位置不受控制，因此需要一臺參考相機實時采集生成的光場，當(dāng)需要進行高速度的贗熱光場生成時，相機的采集速度成為瓶頸，為了突破這一瓶頸，多種贗熱光源裝置被提出。

公告號為CN105223698A的中國發(fā)明專利公開了一種基于陣列光束的贗熱光源，其包括脈沖激光器、光纖耦合器、電光相位調(diào)制器、射頻驅(qū)動電源、光纖放大器、光纖束陣列及擴束準(zhǔn)直器，其中，所述脈沖激光器、光纖耦合器、電光相位調(diào)制器、光纖放大器及光纖束陣列通過單模光纖依次相連。通過調(diào)節(jié)各光纖長度改變激光相位，形成贗熱光場，這一光場具有高亮度、快速時變的效果。

公告號為CN101839763B的中國發(fā)明專利公開了一種基于液晶光閥調(diào)制方式的高亮度可控贗熱光源，其包括脈沖式激光器、可調(diào)擴束準(zhǔn)直系統(tǒng)、起偏器、第一檢偏器、可調(diào)孔徑光闌、液晶光閥、第二檢偏器、液晶光閥控制系統(tǒng)。其中，脈沖式激光器、可調(diào)擴束準(zhǔn)直系統(tǒng)、起偏器、第一檢偏器、可調(diào)孔徑光闌位于同一光軸上，光軸位于液晶光閥的入射光光軸上，另一片第二檢偏器位于與所述入射光光軸相對應(yīng)的液晶光閥反射光光軸上。激光器輸出的激光最后照射在由液晶光閥控制系統(tǒng)控制的液晶光閥上，通過控制液晶光閥，得到動態(tài)的散斑場。

上述兩種調(diào)制方式依然存在損壞閾值低、光場具有周期性等缺點，因此另一種同樣采用隨機相位板的調(diào)制方式被提出。公告號為CN103256503B的中國發(fā)明專利公開了一種尋址式高速贗熱光源的制備方法，其構(gòu)成包括，脈沖式激光器，控制器，隨機相位板，電控二維轉(zhuǎn)臺和陣列探測器，所述電控二維轉(zhuǎn)臺驅(qū)動隨機相位板以預(yù)定路徑掃描，控制器控制脈沖式激光器發(fā)出激光脈沖的時刻，激光脈沖每次都照射到隨機相位板預(yù)定掃描區(qū)域，發(fā)出的激光散斑序列與預(yù)定掃描區(qū)域一一對應(yīng)。這種調(diào)制方式具有以下缺點，第一，所有尋址位置獨立，浪費大量隨機相位板有效面積，第二規(guī)劃路線不閉環(huán)，贗熱光場無法持續(xù)使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出了一種超高速預(yù)置贗熱光源裝置及其控制方法，以實現(xiàn)調(diào)制速度高、可連續(xù)閉環(huán)使用的贗熱光源。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種超高速預(yù)置贗熱光源裝置，其特點在于，包括具有光柵尺的旋轉(zhuǎn)步進電機、隨機相位板、視場光闌、脈沖式激光器、光場標(biāo)定透鏡、標(biāo)定相機以及控制器，其特點在于：沿所述的脈沖式激光器的出射光方向，同光軸依次設(shè)有隨機相位板、視場光闌、光場標(biāo)定透鏡和標(biāo)定相機，所述光場標(biāo)定透鏡將視場光闌位置處的散斑場成像至標(biāo)定相機，所述旋轉(zhuǎn)步進電機的轉(zhuǎn)動軸與隨機相位板相連且同心，所述的控制器通過同軸線纜對旋轉(zhuǎn)步進電機、脈沖式激光器和標(biāo)定相機進行時序控制。

利用上述超高速預(yù)置贗熱光源裝置產(chǎn)生贗熱光源的控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：