本发明专利技术涉及一种极高频率频闪点光源发生器，包括产生脉冲光束的脉冲激光器、使得脉冲光束产生偏转的偏转装置和将偏转的脉冲光束按时序导出的光导装置，光导装置包括由两根或两根以上的导光元件组成的导光组件，经偏转装置偏转后的脉冲光束从导光组件的输入端输入且从导光组件的输出端输出；每根导光元件的一端在导光组件的输入端呈直线排列并与脉冲光束的偏转方向重合，每根导光元件的另一端在导光组件的输出端呈集束排列，例如呈圆形阵列。通过设置产生脉冲光束的脉冲激光器、偏转装置和光导装置，使得脉冲激光器发出的脉冲光束在单个脉冲时段内通过偏转装置偏转后依次耦合进入导光组件中的各根导光元件，并在输出端产生时序的多个频闪光源，从而使得脉冲光束的频闪频率被放大，使得火花型摄影装置的摄影频率得到了极大的提高。
【技术实现步骤摘要】
极高频率频闪点光源发生器
本专利技术涉及极高速摄影技术，更具体地说，涉及一种极高速摄影技术中所 需的极高频率频闪点光源发生器，相邻点光源的时间间隔在亚纳秒量级。
技术介绍
随着极端物理条件下科学研究的飞it^展，例如极高速激光飞片技术和z-pinch爆磁-箍缩类所形成的太帕(Tpa)级等熵压力峰值和50-100km/s的飞逸 速度,要求在几个纳秒的特征时间里能实现不少于IO幅的有着高空间分辨率的 分幅图像，即需要实现每秒百亿幅摄影频率的分幅极高速摄影，而且所记录的 画幅要有足够大的空间带宽积。这种摄影只有用时序点光源阵列的火花型摄影 系统来实现，这种系统的特点是按时序依次驱动并行的多个子光学成像系统， 使得摄影机按照预设的频率曝光获得分幅图像，需要保证子系统的个数和获取 的画幅张数一样。按照这种原理制作成的极高速摄影装置称为火花摄影装置。火花摄影装置的实质是依靠并行的子光学成像系统的按时序依次输出，即 产生高频率的频闪，其关键技术在于时序点光源的驱动，或者是记录介质的时 序记录，其摄影频率直接取决于时序驱动(或时序记录)的最小时间间隔，即 分幅时间。目前火花型高速摄影装置中的频闪光源A艮成两种类型(文献spie， vol。 2513, 1996: 196~208): 一种是时序驱动LED点光源，适用于后向照明， 实现阴影摄影，紋影摄影和干涉摄影，主要是依靠提高LED电光源的闪烁频率 来获得较高的摄影频率，其摄影频率可达到每秒一千万幅；另一种是时序驱动 面阵CCD阵列，适用于前向照明，主要是通过缩短面阵CCD阵列的感应时序 来获得较高的摄影频率，其摄影频率可达到每秒百万幅。这两种类型的频闪点 光源均不能达到极高速摄影装置中所需要的每秒百亿幅的摄影频率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中火花型高速才聂影装置中的不能满足极高速摄影技术中所需要的更高的摄影频率的问题，提供一种极高频率频闪点光源发生器，以获得极高频率的频闪。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种极高频率频闪点光源发生器，包括产生脉冲光束的脉沖激光器、使得脉冲光束产生偏转的偏转装置和将偏转的脉冲光束按时序导出的光导装置，所述光导装置包括由两根或两根以上的导光元件组成的导光组件，经所述偏转装置偏转后的脉冲光束从所述导光组件的输入端输入且从导光组件的输出端输出；每根所述导光元件的一端所述导光元件的另 一端在所述导光组件的输出端呈集束排列。在本专利技术所述的极高频率频闪点光源发生器中，所述光导装置中的导光组件为光纤，所述光导装置还包括将所有光纤的一端固定在导光组件输入端的前固定盘以及将所有光纤的另 一端固定在导光组件输出端的后固定盘。在本专利技术所述的极高频率频闪点光源发生器中，在所述前固定盘上相邻两根所述光纤之间的间距可调。在本专利技术所述的极高频率频闪点光源发生器中，所述前固定盘上设有与所述脉冲光束的偏转方向重合的滑槽，在所述滑槽内对应每根所述光纤设有供光纤滑动的通孔，所述光纤的端部设有遮挡所述通孔的挡板，所述挡板在所述滑槽内可沿所述脉冲光束的偏转方向滑动。在本专利技术所述的极高频率频闪点光源发生器中，与每根所述光纤对应的所述滑槽和挡板之间设有调整所述挡板在滑槽内位置的微调机构。在本专利技术所述的极高频率频闪点光源发生器中，所述微调机构包括设置在所述滑槽壁和挡板之间相互配合的齿轮和齿条，所述齿条方向与所述挡板在滑槽内的滑动方向一致。在本专利技术所述的极高频率频闪点光源发生器中，所述偏转装置包括电光偏转晶体和在电光偏转晶体附近产生高压脉冲电场的高压脉沖发生器。在本专利技术所述的极高频率频闪点光源发生器中，设置所述脉冲激光器发出的脉沖光束在高压脉沖前沿施加在所述电光偏转晶体上的过程中到达所述电光偏转晶体，《吏在电光晶体中传输的脉冲光束发生偏转。在本专利技术所述的极高频率频闪点光源发生器中，所述电光偏转晶体为铌酸锂晶体或铌酸钾晶体或磷酸氧钬钾(KTiOP04， KTP)晶体。实施本专利技术的极高频率频闪点光源发生器，具有以下有益效果通过设置 产生脉冲光束的脉冲激光器、偏转装置和光导装置，使得脉冲激光器发出的脉 冲光束在单个脉沖时段内通过偏转装置后发生偏转；而光导装置包括有多根导 管元件组成的导光组件，在导光组件中，所有导光元件的一端在导光组件输入 端呈线性排列并与脉冲光束的偏转方向重合，使得经偏转装置偏转后的脉冲光 束能够在单个脉沖时间内扫描所有导光元件的输入端；而导光组件中所有导光 元件的另一端在导光组件的输出端呈集束排列。在单个脉冲时间内，脉冲光束 偏转扫描导光组件中每根导光元件的输入端，使得脉沖光束在单个脉冲时间内 能够依次按时序导入至每根导光元件中，并从导光元件的另一端输出；这使得 在导光组件的输出端的导光元件依次发出光束，从而在单个脉冲时间内就能获 得与导光元件数目相等的频闪次数，从而获得极高频率频闪点光源。产生脉冲 光束的脉冲激光器，如调Q激光器(红宝石激光器或者YAG激光器)输出的 光脉冲脉宽可达几十纳秒，可单脉冲输出，也可设计成双脉沖输出。更进一步地，可i殳置所述偏转装置包括电光偏转晶体和在电光偏转晶体相 应部位产生高压脉冲前沿电场的高压脉沖发生器。当激光脉冲光束射入到电光 偏转晶体时，高压脉冲前沿的电场使得脉冲光束发生偏转。提高高压脉冲的峰 值或缩短高压脉沖的前沿时间，可以进一步提高电光晶体的偏转激光脉沖光束 的速度；另外，还可设置偏转后的激光脉沖光束再次通过电光偏转晶体或者设 置激光脉冲光束相继通过两个电并联的相同电光偏转晶体，可使得偏转激光脉 冲光束的偏转速度可提高一倍。偏转激光脉冲光束的偏转速度的提高能够进一 步提高频闪光源的频闪频率。相对于现有技术而言，发生器的频闪频率可达到 1010Hz。和现有技术中的火花型摄影装置中的频闪光源(主务农靠电路对LED进行 控制实现时序曝光)相比，本专利技术所述的频闪点光源发生器的结构简单，性能 稳定，光源亮度高，频闪速度提高了3个量级(其极限过程时间为电光效应的弛豫时间)，是多火花相机理想的光源。实施本专利技术所述的频闪点光源发生器，能够实现每秒百亿幅才聂影频率10 ~ 20幅高空间带宽积画幅的摄影记录，为研究 极端物理条件下科学实验提供技术保证。目前需要这一专利技术的科学研究集中在 Z-pinch爆磁-箍缩和极高速激光飞片技术等研究领域，它们分别能达到太帕 (TPa)级等熵压力峰值和50 ~ 100公里/秒的极端物理条件。 下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。附图说明图1是本专利技术所述极高频率频闪点光源发生器的原理结构示意图； 图2是本专利技术所述极高频率频闪点光源发生器优选实施例中导光组件的立 体结构示意图3是本专利技术所述极高频率频闪点光源发生器优选实施例中导光组件中输 入端的结构示意图4是本专利技术所述极高频率频闪点光源发生器优选实施例中导光组件中输 出端的结构示意图5是本专利技术所述极高频率频闪点光源发生器优选实施例中前固定盘的局 部结构示意图6是本专利技术所述极高频率频闪点光源发生器优选实施例中前固定盘滑槽 中挡板的结构示意图7是图5的半剖视图； 图8是图7的A-A剖视图。具体实施方式如图1、2所示，在本专利技术所述的极高频率频闪点光源发生器优先实施例中， 包括脉沖激光器10、偏转装置20和光导装置30。脉沖本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种极高频率频闪点光源发生器，其特征在于，包括产生脉冲光束的脉冲激光器、使得脉冲光束产生偏转的偏转装置和将偏转的脉冲光束按时序导出的光导装置，所述光导装置包括由两根或两根以上的导光元件组成的导光组件，经所述偏转装置偏转后的脉冲光束从所述导光组件的输入端输入且从导光组件的输出端输出；每根所述导光元件的一端在所述导光组件的输入端呈直线排列并与所述脉冲光束的偏转方向重合，每根所述导光元件的另一端在所述导光组件的输出端呈集束排列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李景镇，吴庆阳，惠彬，刘春平，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。