[其他]高速、多幅、付里葉存貯型動態全息干涉儀

無效

• 申請號: 86203822
• 申請日: 1986-05-30
• 公開（公告）號: CN86203822U
• 公開（公告）日: 1987-07-01
• 發明（設計）人: 賀安之;仉曉武;閻大鵬
• 申請（專利權）人: 華東工學院
• 主分類號: G03H1/10
• 分類號: G03H1/10;G03H1/16
• 代理公司: 華東工學院專利事務所
• 代理人: 吳樹山,劉素梅

本發明涉及一種動態全息干涉儀特別是一種高速、多幅、付里葉存貯型動態全息干涉儀。

現有技術中動態全息干涉儀均采用單脈沖或雙脈沖紅寶石激光器為光源，一次僅能對被測過程攝得一幅全息干涉圖。雖有序列脈沖紅寶石激光器，因其不是序列脈沖對，故只能記錄序列單次曝光全息圖，得不到序列全息干涉圖。因此現有的動態全息干涉儀對瞬態流場不能拍攝同一過程的多幅全息干涉圖。

本發明的目的是提供一種能對同一瞬態過程攝取取樣時間為亞毫微秒級的一至幾百幅全息干涉圖的動態全息干涉儀。以實現對瞬態全過程時間序列取樣。

本發明是這樣實現的：高速、多幅、付里葉存貯型動態全息干涉儀包括全息光路，其特征在于有一個連續輸出激光的激光器、脈沖調制器、聲光調制同步點陣記錄裝置或鼓輪轉動式記錄裝置。連續輸出激光的激光器發出相干性優良的連續激光束，經脈沖調制器調制為脈沖寬度、脈沖對內兩脈沖的間隔以及脈沖對與脈沖對之間間隔均可調的序列雙脈沖激光，其脈沖對個數可控。該激光束經分光鏡分為參考光和物光束，物光束再經擴束、準直后，令其通過待測場，該光束便攜帶待測場的信息。現有的動態全息干涉儀就以此寬束光波與參考光會合，記錄全息圖。本發明對此寬束物光波再經過一個付里葉變換透鏡，在透鏡象方焦點稍后的區域得到物光波的頻譜，并使其與未擴束的參考光會合，記錄下物光的付里葉頻譜。二次曝光法也就是令一對脈沖激光分束后的物光束通過變化前后的待測場，以得到待測場變化引起的干涉圖。經付里葉變換后的物光束光能密度大大增強，且參考光未經擴束，故使全息記錄介質曝光時間縮短到微秒，以至幾十毫微秒。在物光頻譜與參考光會合處采用聲光調制同步點陣記錄裝置，可將一個動態過程的一至幾百幅全息干涉圖以點陣方式記錄在同一全息記錄介質上，或者采用鼓輪轉動式記錄裝置進行高密度記錄。

本發明與現有技術相比，其顯著特點是采用了相干性優良的連續輸出激光的激光器作為光源，省去了價格昂貴的紅寶石激光器；采用脈沖調制器輸出的脈沖激光對的每個脈沖寬度、脈沖對內兩脈沖間隔以及脈沖對與脈沖對之間間隔均可在較大范圍內調節，且激光脈沖對較多（達幾百對），因而可記錄一至幾百幅全息干涉圖；利用付里葉頻譜型記錄可縮短曝光時間，每幅全息干涉圖曝光時間短至亞毫微秒級進行高速攝影，且每幅干涉圖為點狀記錄，大大地節省了全息記錄材料；本發明廣泛適用于各種動態過程的高速、多幅全息干涉攝影。

以下結合附圖分別以二個實施例對本發明作進一步描述。

圖1是本發明利用聲光調制同步點陣記錄裝置的原理圖。

圖2是本發明利用鼓輪轉動式記錄裝置的原理圖。

參照圖1，由連續激光器（1）發出的連續激光束由空間濾波器（2）濾波后，經由程序控制信號發生電路、延時電路、雙脈沖信號發生電路、雙脈沖選擇電路、脈沖高壓放大電路串聯的控制電源（4）與電光晶體（3）組成的脈沖調制器調制為脈沖寬度、脈沖對內兩脈沖間隔及脈沖對與脈沖對之間間隔均可調的序列雙脈沖激光。該激光束經分光鏡（5）分成參考光和物光束，物光束經擴束鏡（7）和準直鏡（8）組成的擴束系統擴展成為大口徑平行光束，該光束通過待測場（9）到達付里葉變換透鏡（10），在付里葉變換透鏡（10）和準直透鏡（11）組成的縮束系統的作用下，出射光束直徑為毫米級的平行細光束。該細光束進入聲光晶體（12）。由于分光鏡（5）位于電光晶體（3）與擴束鏡（7）之間，故由分光鏡（5）反射的參考光未經擴束，通過全反鏡（6）的反射，進入另一聲光晶體（15）。這里的聲光晶體（12）與聲光晶體（15）完全相同且由同步控制器（17）控制，進行同步掃描，則兩聲光晶體出射的光束始終平行。再經透鏡（13），在位于透鏡（13）焦平面的全息記錄介質（14）上產生干涉，進行點陣記錄，從而得到付里葉存貯型全息干涉圖。

參照圖2，鼓輪轉動式記錄裝置的光路系統與圖1的光路系統基本相同，只是在待測場（9）與鼓輪轉動式記錄裝置（16）之間加入付里葉變換透鏡（10），且在付里葉變換透鏡（10）象方焦點稍后的區域（離焦量為變換透鏡（10）的焦距的0.1～0.01倍）的物光頻譜與未擴束并經全反鏡（6）反射的參考光在鼓輪轉動式記錄裝置（16）上的全息記錄介質面上會合，記錄下物光波的頻譜。當鼓輪轉動式記錄裝置采用變速電機，其轉速連續可調，并和脈沖調制器所調制的脈沖激光的脈沖寬度、脈沖對與脈沖對之間的間隔一致，以使固定在記錄裝置（16）上的全息記錄介質所記錄的全息干涉圖兩兩之間既不重合又不致分離太開。