[發明專利]一種基于脈沖激光的超快數字散斑系統和實驗方法

有效

• 申請號: 202110669575.2
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113251941B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 李德建;張鳴原;沈沐傲;陳露;李英駿
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01N3/06;G01N3/30
• 代理公司: 北京動力號知識產權代理有限公司 11775
• 代理人: 梁艷

1.一種基于脈沖激光的用于斷裂、沖擊場景的超快數字散斑系統，其特征在于，包括沿光路依次設置的脈沖激光器、分光鏡、反射鏡、擴束鏡組、加載設備和超快相機；

所述分光鏡用于將所述脈沖激光器輸出的激光分成光強相等的兩束激光；

所述超快相機用于拍攝數字散斑圖像；

所述超快相機的幀率與所述脈沖激光器輸出激光的重復頻率一致，且所述系統的曝光時間與所述脈沖激光器輸出激光的皮秒量級的半高寬一致；

所述脈沖激光器輸出激光到達所述超快相機時，其光強不低于所述超快相機要求的最低照度；

所述反射鏡包括第一反射鏡和第二反射鏡，所述擴束鏡組包括第一擴束鏡組和第二擴束鏡組，所述第一反射鏡和第一擴束鏡組形成第一光路，所述第二反射鏡和第二擴束鏡組形成第二光路；所述脈沖激光器輸出的激光經過分光鏡形成光強相等的兩束激光后，分別經過第一光路和第二光路后照射到位于所述加載設備的試件上；

所述第一光路和第二光路對稱；

所述第一擴束鏡組和第二擴束鏡組均由相鄰設置的凹透鏡和凸透鏡組成，且凹透鏡位于凸透鏡之前；第一擴束鏡組和第二擴束鏡組分別設置為相同數量的多組；

在所述第一擴束鏡組和第二擴束鏡組中，所述凹透鏡和凸透鏡之間的距離設置為可調；

所述凹透鏡為平凹透鏡，所述凸透鏡為平凸透鏡，所述凹透鏡的遠像源面為凹面，所述凸透鏡的遠像源面為凸面。

2.如權利要求1所述的基于脈沖激光的用于斷裂、沖擊場景的超快數字散斑系統，其特征在于，所述加載設備用于對待測試件施加載荷；所述加載設備為靜態加載設備或動態加載設備。

3.如權利要求2所述的基于脈沖激光的用于斷裂、沖擊場景的超快數字散斑系統，其特征在于，所述動態加載設備為霍普金森桿或擺錘沖擊加載設備。

4.如權利要求1所述的基于脈沖激光的用于斷裂、沖擊場景的超快數字散斑系統，其特征在于，還包括計算機，所述超快相機與所述計算機數據連接，所述計算機用于處理所述超快相機拍攝的數字散斑圖像。

5.一種基于脈沖激光的用于斷裂、沖擊場景的超快數字散斑實驗方法，其特征在于，利用如權利要求1-4任一項所述的系統，所述脈沖激光器輸出的激光為實驗時唯一的光源。