[实用新型]成像型VISAR的成像及照明光路结构

说明书

技术领域

本实用新型属于激光干涉测试技术领域，具体涉及一种成像型VISAR的成像及照明光路结构。

背景技术

成像型任意反射面速度干涉仪(VISAR)是高能量密度物理实验中用于测量界面、自由面、冲击波波阵面等表面速度信息的设备，由传统干涉测速技术发展而来。成像型VISAR系统一般由照明激光注入结构、成像及传像结构、干涉仪结构和光学条纹相机组成，能够对被测面不同空间位置的速度信息进行测量。

对于传统的成像型VISAR来说，其包含的光学结构主要由连续介质组成的传统硬光学系统组成，包含各类成像、传像镜头等。其光路最显著的特点是成像和传像结构与照明激光注入结构共用光路，利用同一个光学结构既能将照明激光耦合进入光路并照明在被测表面上，也能收集被测表面反射的光信号并对被测表面成像，具有成像质量较好、光路较为紧凑、光能利用率高的优势。目前，美国NIF激光装置、中国神光激光装置的成像型VISAR系统均采用这种结构。但是，这种传统结构具有以下缺点：

1、为保证一定的收光效率，其使用的硬光学系统口径较为庞大，重量较大，需占据较大的测量空间；

2、由于共用光路的原因，一旦需要调节成像光路，则必须同时调节探针激光注入的方向和位置，导致光路调节过程较为复杂；

3、成像光路通常固定在真空靶室上，形成刚性结构的固定模式，其光轴指向和径向调节量较小，灵活性较差，不能适应于多种复杂的被测面条件。

解决以上问题成为当务之急。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种成像型VISAR的成像及照明光路结构，采用光纤传像束，结构紧凑，使成像即照明光路具有较大调节量，调节方式灵活、快捷。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种成像型VISAR的成像及照明光路结构，其要点在于：包括成像模块、传像模块和安装组件，所述成像模块和传像模块用于照明激光入射和对被测靶面成像，所述安装组件用于与靶室连接；所述传像模块包括传像束前耦合镜头、传像束后耦合镜头、光纤传像束和用于调节该光纤传像束前端姿态的调节组件，所述光纤传像束的前后两端分别与传像束前耦合镜头和传像束后耦合镜头连接。

采用以上结构，结构紧凑，自重小，便于移动，所述传像模块通过所述安装组件安装在真空的靶室内，所述成像模块位于靶室外。照明光路无需调节即可与成像光路对接，大大简化了VISAR系统调节过程，并且，通过调节组件能够快速、便捷、灵活地调节光纤传像束前端姿态，改变光路指向和位置，使得被测靶面能以合适放大倍数清晰地成像到传像束前端面，通过传像束从前端面传递至后端面，再通过传像束后耦合镜头成像到靶室外一次像面，一次像依次经过带孔反射镜、平面反射镜和二次成像镜头后二次成像，同时可通过改变二次成像镜头在光路中的前后位置，使二次像面准确落在待记录的位置。

作为优选：所述成像模块包括激光耦合镜、带孔反射镜、平面反射镜和二次成像镜头；照明激光依次经激光耦合镜和带孔反射镜射入传像束后耦合镜头，被测靶面像从传像束后耦合镜头出射后一次成像，再依次经带孔反射镜、平面反射镜和二次成像镜头后二次成像。采用以上结构，成像模块既能作为照明激光的入射光路，又能作为成像光路，简单、可靠且实用。

作为优选：所述安装组件包括套设在所述传像束后耦合镜头上的法兰盘，该法兰盘与靶室的法兰通过紧固螺栓固定连接。采用以上结构，能够可靠地安装传像模块，并且法兰盘具有良好的密封性能，保证靶室的真空环境。

作为优选：所述调节组件包括用于调节所述光纤传像束前端姿态的传像束调节台和用于支撑该传像束调节台的支撑杆，该支撑杆的前端通过锁紧转轴锁止或解锁所述传像束调节台，所述支撑杆的后端安装在所述法兰盘上，所述传像束调节台同时与光纤传像束的前端和传像束前耦合镜头的后端连接。采用以上结构，传像束支撑台为一个小型二维平动调节平台，其整体通过锁紧转轴固定在支撑杆前端，并可随该锁紧转轴一起转动，通过手动或电动调节，可实现二维位置调节及角度调节，以改变光纤传像束前端的姿态，另外，支撑杆身最前端弧面被削平，使锁紧转轴可绕自身轴线转动并能锁紧。

作为优选：所述支撑杆的后端通过连接螺栓与所述法兰盘固定连接。采用以上结构，结构简单，连接可靠，对传像束调节台起到良好的支撑作用。

作为优选：在所述传像束后耦合镜头穿出所述法兰盘的一端安装有密封窗口。采用以上结构，用于将传像模块密封在真空靶室内部，避免外界干扰。