光学时标装置及条纹管扫描相机系统制造方法及图纸

技术编号:20932490 阅读:20 留言:0更新日期:2019-04-20 13:42
本实用新型专利技术实施例提供一种光学时标装置及条纹管扫描相机系统。所述光学时标装置,应用于条纹管扫描相机,包括:多模光纤,用于传输作为时标信号的光脉冲;安装在所述多模光纤出光一侧的准直系统,用于将由所述多模光纤出射的光脉冲准直为平行光;安装在所述准直系统远离所述多模光纤一侧的聚焦透镜,所述聚焦透镜对应所述条纹管扫描相机的狭缝设置,用于将平行光聚焦为线光斑,所述线光斑进入所述狭缝以被所述条纹管扫描相机收集。

Optical Time Scale Device and Stripe Tube Scanning Camera System

The embodiment of the utility model provides an optical time scale device and a streak tube scanning camera system. The optical time-scaling device is applied to a streak tube scanning camera, including: a multimode optical fiber for transmitting light pulses as time-scaling signals; a collimation system mounted on the light-emitting side of the multimode optical fiber for collimating light pulses emitted by the multimode optical fiber into parallel light; and a focusing lens mounted on the collimation system far from the multimode optical fiber side. The slit arrangement of the streak tube scanning camera is used to focus parallel light into a line spot, which enters the slit for collection by the streak tube scanning camera.

【技术实现步骤摘要】
光学时标装置及条纹管扫描相机系统
本技术涉及相机领域,具体而言,涉及一种光学时标装置及条纹管扫描相机系统。
技术介绍
条纹管扫描相机是具备能够同时测量超高时间分辨率(可至皮秒和飞秒),与高空间分辨率的唯一高端仪器,记录时间可调,长期以来是冲击波物理、爆轰物理、流体动力学以及核物理等超快过程实验中常用的重要诊断手段之一。但是,目前商品化条纹管扫描相机无法给出扫描图像时间轴和外部事件的绝对时间关系,从而导致将不同发次实验的扫描图像进行对比分析时缺少时间基准,也无法将扫描图像和同一发实验中其它设备的诊断结果结合起来分析。此外,条纹管扫描相机的扫描过程并非理想的线性扫描,因其电路性能差异及老化,和选择档位不同,往往存在不同程度的扫描非线性。目前商品化扫描相机给出的非线性度指标仅仅反映了相机的性能,并不能反映具体某个档位的扫速变化情况。因此,现有技术中不能很好地满足用户需求。
技术实现思路
有鉴于此,本技术实施例的目的在于提供一种光学时标装置及条纹管扫描相机系统。本技术实施例提供的一种光学时标装置,应用于条纹管扫描相机,包括:多模光纤,用于传输作为时标信号的光脉冲;安装在所述多模光纤出光一侧的准直系统,用于将由所述多模光纤出射的光脉冲准直为平行光;安装在所述准直系统远离所述多模光纤一侧的聚焦透镜,所述聚焦透镜对应所述条纹管扫描相机的狭缝设置,用于将平行光聚焦为线光斑,所述线光斑进入所述狭缝以被所述条纹管扫描相机收集。可选地,还包括:安装在所述聚焦透镜远离所述准直系统一侧的反射镜,将线光斑折转至狭缝边缘。通过反射镜的作用可以以保证时标装置处于扫描相机成像光路之外。从而有效地实现为条纹管扫描相机提供时标。可选地,还包括:所述准直系统的数值孔径与多模光纤的数值孔径相匹配。可选地,所述聚焦透镜为柱面透镜。可选地,所述柱面透镜的轴线垂直与所述线光斑的传播方向。可选地,所述多模光纤上设置有第一标准接口。可选地,所述准直系统上设置有第二标准接口,通过所述第二标准接口与所述第一标准接口与所述多模光纤连接。通过将所述多模光纤和准直系统设置成标准接口可以方便替换或安装,使用光学时标装置能够更好地适应需求,也能够使用光学时标装置使用寿命更长。可选地,所述准直系统的数值孔径需与所述多模光纤数值孔径相匹配。可选地,所述准直系统包括第一正透镜、第二正透镜和第三负透镜,所述第一正透镜靠近所述多模光纤设置,所述第三负透镜靠近所述聚焦透镜设置,所述第二正透镜设置在所述第一正透镜和所述第三负透镜之间。可选地,所述第一正透镜与所述第二正透镜的凸面相对设置,所述第三负透镜的凹面对着所述第二正透镜设置。通过设置多个透镜形成所述准直系统可以更好地将所述多模光纤出射的光脉冲准直为平行光。本技术实施例还提供一种条纹管扫描相机系统,所述系统包括:条纹管扫描相机,所述条纹管扫描相机包括狭缝;安装在所述条纹管扫描相机狭缝处的上述的光学时标装置。与现有技术相比,本技术的光学时标装置及条纹管扫描相机系统,通过准直系统将光脉冲准直为平行光,再通过聚焦透镜可以将平行光进一步地处理实现将平行光聚焦为线光斑,可以保证时标光路处于扫描相机成像光路之外;线光斑聚焦于狭缝的边缘,不影响对实验目标的成像。通过增加光学时标装置,从而建立起扫描图像和实验的精确时间关系,并可用于扫描图像的实时非线性校正。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术实施例提供的光学时标装置的结构示意图。图2为本技术实施例提供的光学时标装置的另一角度的结构示意图。图3本技术实施例提供的光学时标装置的准直系统的结构示意图。图4是本技术实施例提供的条纹管扫描相机系统的总体光路结构原理示意图。图标:100-光学时标装置;110-多模光纤;120-准直系统;121-第一正透镜;122-第二正透镜;123-第三负透镜;130-聚焦透镜;140-反射镜;200-前耦合物镜;300-条纹管;400-后耦合物镜;500-CCD;600-外部的固定结构。具体实施方式下面将结合本技术实施例中附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本技术的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。本技术的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是所述技术产品使用时惯常拜访的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能解释为本技术的限制。本技术的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。为了解决以上两类问题,通常在扫描相机图像边缘加入光时标:和外部事件关联的单个光时标可将扫描图像时间轴同外部事件关联;多个时间间隔相等的光时标可作为时间标尺对扫描图像进行实时非线性校正。目前通常采用两种方法:一是在相机外部搭建光路将时标光投至扫描相机狭缝边缘;二是采用光纤将光时标引至狭缝处,并采用夹具固定。采用上述第一种方法通常需要搭建多个反射镜,容易受周围环境影响,光路不稳定。随着实验地点的变更需要反复搭建光路,工作量大,并且在某些场合由于空间限制,无法搭建光路。采用上述第二种方法时为了不致影响实验现象的成像,光纤端面需紧贴狭缝边缘,由于光纤发散角的影响,势必会造成光能量的损失。同时由于光纤折弯半径的影响,部分光纤会处于扫描成像的光路之中,从而影响实验现象的成像。以上两种方法均不适用于相机前面安装有物镜的场合。在以上技术背景下,本技术提出了一种应用于条纹管扫描相机的光学时标装置。本技术可便利地安装至条纹管扫描相机或从相机上拆卸。本技术从相机侧面以插入方式安装至相机狭缝和物镜之间,不影响物镜的使用。本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学时标装置,应用于条纹管扫描相机,其特征在于,包括:多模光纤,用于传输作为时标信号的光脉冲;安装在所述多模光纤出光一侧的准直系统,用于将由所述多模光纤出射的光脉冲准直为平行光;安装在所述准直系统远离所述多模光纤一侧的聚焦透镜,所述聚焦透镜对应所述条纹管扫描相机的狭缝设置,用于将平行光聚焦为线光斑,所述线光斑进入所述狭缝以被所述条纹管扫描相机收集。

【技术特征摘要】
1.一种光学时标装置,应用于条纹管扫描相机,其特征在于,包括:多模光纤,用于传输作为时标信号的光脉冲;安装在所述多模光纤出光一侧的准直系统,用于将由所述多模光纤出射的光脉冲准直为平行光;安装在所述准直系统远离所述多模光纤一侧的聚焦透镜,所述聚焦透镜对应所述条纹管扫描相机的狭缝设置,用于将平行光聚焦为线光斑,所述线光斑进入所述狭缝以被所述条纹管扫描相机收集。2.如权利要求1所述的光学时标装置,其特征在于,还包括:安装在所述聚焦透镜远离所述准直系统一侧的反射镜,将线光斑折转至狭缝边缘。3.如权利要求1所述的光学时标装置,其特征在于,所述聚焦透镜为柱面透镜。4.如权利要求3所述的光学时标装置,其特征在于,所述柱面透镜的轴线垂直与所述线光斑的传播方向。5.如权利要求1所述的光学时标装置,其特征在于,所述多模光纤上设置有第一标准接口。6.如权利要求5所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员:王旭何徽高鹏彭其先李剑汪伟温伟峰畅里华冉茂杰
申请(专利权)人:中国工程物理研究院流体物理研究所
类型:新型
国别省市:四川,51

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