專利名稱:高速、多幅、付里葉存貯型動態(tài)全息干涉儀的制作方法
本發(fā)明涉及一種動態(tài)全息干涉儀特別是一種高速、多幅、付里葉存貯型動態(tài)全息干涉儀。
現(xiàn)有技術(shù)中動態(tài)全息干涉儀均采用單脈沖或雙脈沖紅定石激光器為光源，一次僅能對被測過程攝得一幅全息干涉圖。雖有序列脈沖紅定石激光器，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(xiàn)有的動態(tài)全息干涉儀對瞬態(tài)流場不能拍攝同一過程的多幅全息干涉圖。
本發(fā)明的目的是提供一種能對同一瞬態(tài)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(tài)全息干涉儀。以實現(xiàn)對瞬態(tài)全過程時間序列取樣。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的高速、多幅、付里葉存貯型動態(tài)全息干涉儀包括全息光路，其特征在于有一個連續(xù)輸出激光的激光器、脈沖調(diào)制器、聲光調(diào)制同步點陣記錄裝置或鼓輪轉(zhuǎn)動式記錄裝置。連續(xù)輸出激光的激光器發(fā)出相干性優(yōu)良的連續(xù)激光束，經(jīng)脈沖調(diào)制器調(diào)制為脈沖寬度、脈沖對內(nèi)兩脈沖的間隔以及脈沖對與脈沖對之間間隔均可調(diào)的序列雙脈沖激光，其脈沖對個數(shù)可控。該激光束經(jīng)分光鏡分為參考光和物光束，物光束再經(jīng)擴束、準直后，令其通過待測場，該光束便攜帶待測場的信息?，F(xiàn)有的動態(tài)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(fā)明對此寬束物光波再經(jīng)過一個付里葉變換透鏡，在透鏡象方焦點稍后的區(qū)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(jīng)付里葉變換后的物光束光能密度大大增強，且參考光未經(jīng)擴束，故使全息記錄介質(zhì)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(diào)制同步點陣記錄裝置，可將一個動態(tài)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(zhì)上，或者采用鼓輪轉(zhuǎn)動式記錄裝置進行高密度記錄。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著特點是采用了相干性優(yōu)良的連續(xù)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(diào)制器輸出的脈沖激光對的每個脈沖寬度、脈沖對內(nèi)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(nèi)調(diào)節(jié)，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(jié)省了全息記錄材料;本發(fā)明廣泛適用于各種動態(tài)過程的高速、多幅全息干涉攝影。
以下結(jié)合附圖分別以二個實施例對本發(fā)明作進一步描述。
圖1是本發(fā)明利用聲光調(diào)制同步點陣記錄裝置的原理圖。
圖2是本發(fā)明利用鼓輪轉(zhuǎn)動式記錄裝置的原理圖。
參照圖1，由連續(xù)激光器(1)發(fā)出的連續(xù)激光束由空間濾波器(2)濾波后，經(jīng)由程序控制信號發(fā)生電路、延時電路、雙脈沖信號發(fā)生電路、雙脈沖選擇電路、脈沖高壓放大電路串聯(lián)的控制電源(4)與電光晶體(3)組成的脈沖調(diào)制器調(diào)制為脈沖寬度、脈沖對內(nèi)兩脈沖間隔及脈沖對與脈沖對之間間隔均可調(diào)的序列雙脈沖激光。該激光束經(jīng)分光鏡(5)分成參考光和物光束，物光束經(jīng)擴束鏡(7)和準直鏡(8)組成的擴束系統(tǒng)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(tǒng)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(jīng)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(jīng)透鏡(13)，在位于透鏡(13)焦平面的全息記錄介質(zhì)(14)上產(chǎn)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(zhuǎn)動式記錄裝置的光路系統(tǒng)與圖1的光路系統(tǒng)基本相同，只是在待測場(9)與鼓輪轉(zhuǎn)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(qū)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(jīng)全反鏡(6)反射的參考光在鼓輪轉(zhuǎn)動式記錄裝置(16)上的全息記錄介質(zhì)面上會合，記錄下物光波的頻譜。當鼓輪轉(zhuǎn)動式記錄裝置采用變速電機，其轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，并和脈沖調(diào)制器所調(diào)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(zhì)所記錄的全息干涉圖兩兩之間既不重合又不致分離太開。
權(quán)利要求
1.一種高速、多幅、付里葉存貯型動態(tài)全息干涉儀包括全息光路，其特征在于有一個連續(xù)輸出激光的激光器、脈沖調(diào)制器、聲光調(diào)制同步點陣記錄裝置或鼓輪轉(zhuǎn)動式記錄裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的全息干涉儀，其特征在于脈沖調(diào)制器是由程序控制信號發(fā)生電路、延時電路、雙脈沖信號發(fā)生電路、雙脈沖對選擇電路、脈沖高壓放大電路串聯(lián)的控制電源(4)與電光晶體(3)聯(lián)接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的全息干涉儀，其特征在于全息光路的分光鏡(5)位于電光晶體(3)與擴束鏡(7)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的全息干涉儀，其特征在于全息光路的待測場(9)與聲光晶體(12)之間串聯(lián)一個由付里葉變換透鏡(10)和準直透鏡(11)組成的縮束系統(tǒng)或在待測場(9)與鼓輪轉(zhuǎn)動式記錄裝置(16)之間串聯(lián)付里葉變換透鏡(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的全息干涉儀，其特征在于聲光調(diào)制同步點陣記錄裝置是由二個相同的聲光晶體(12)(15)、透鏡(13)、同步控制器(17)和全息記錄介質(zhì)(14)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的全息干涉儀，其特征在于鼓輪轉(zhuǎn)動式記錄裝置(16)的電機是變速電機。
專利摘要
一種高速、多幅、付里葉存貯型動態(tài)全息干涉儀。它包括全息光路，其特征是有一個連續(xù)輸出激光的激光器，能夠輸出脈沖寬度、脈沖對中兩脈沖間隔、脈沖對與脈沖對之間間隔均可調(diào)的序列雙脈沖的脈沖調(diào)制器，聲光調(diào)制高密度同步點陣記錄裝置或鼓輪轉(zhuǎn)動式記錄裝置。本發(fā)明能對同一瞬態(tài)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，以實現(xiàn)對瞬態(tài)全過程時間序列取樣。
文檔編號G03H1/10GK86103896SQ86103896
公開日1987年12月9日 申請日期1986年5月30日
發(fā)明者賀安之, 倪曉武, 閻大鵬 申請人:華東工學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan