[其他]內(nèi)控電光分幅式高速全息攝影儀

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000000028
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85100028B
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任國(guó)權(quán);武星;張俊林;葉志生;王升平;崔景明;高慧敏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 代理公司: 天津大學(xué)專(zhuān)利代理事務(wù)所
• 代理人: 魏賞辰;張銳

本發(fā)明為“內(nèi)控電光分幅式高速全息攝影儀”。屬于高速全息攝影技術(shù)領(lǐng)域。它可按預(yù)置程序連續(xù)記錄多幅全息圖和多幅全息干涉圖照相系統(tǒng)具有極高的穩(wěn)定性和重復(fù)性；能消除動(dòng)態(tài)漏光對(duì)全息圖的干擾；具有動(dòng)曝光的計(jì)時(shí)預(yù)置功能。本發(fā)明特別適用于研究非重復(fù)性的單次瞬變事件的規(guī)律。將對(duì)高速全息攝影技術(shù)的應(yīng)用，有積極而明顯的實(shí)質(zhì)性效果。

本發(fā)明是高速全息攝影技術(shù)領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)連續(xù)記錄多幅全息圖和全息干涉圖的發(fā)明。

于1970年第九屆國(guó)際高速攝影年會(huì)上，有勞韋（M·A·Lowe）發(fā)表的關(guān)于轉(zhuǎn)鏡分幅式高速全息攝影機(jī)方案〔1〕，首次連續(xù)記錄了多幅全息圖，但在二次曝光時(shí)，因受馬達(dá)所限，而無(wú)法記錄全息干涉圖。

于1977年愛(ài)泊林（K、J、Ebeling）等人發(fā)表了另一種簡(jiǎn)易的空間多路掃描全息照相裝置〔2〕，它具有高幀頻記錄多幅全息圖的能力。但因圖像分辨率的降低，而損傷了全息圖的清晰度，此外也無(wú)法記錄全息干涉圖。

以上是關(guān)于機(jī)械分幅式的兩個(gè)典型裝置，由于每幅全息圖的復(fù)位精度太低，所以原理上無(wú)法實(shí)施全息干涉計(jì)量術(shù)，故應(yīng)用價(jià)值受到極大的影響。

為克服上述缺點(diǎn)，于1975年蘭德瑞（M、J、Landry）等人報(bào)導(dǎo)了由多腔紅寶石激光器構(gòu)成的高速全息照相系統(tǒng)〔3〕，首次以很高的幀頻連續(xù)記錄了四幅全息圖。但因其結(jié)構(gòu)既限制了記錄的幀數(shù)，又增加了各幅之間定量計(jì)算的困難，故應(yīng)用范圍有限。

在探索連續(xù)記錄多幅全息干涉圖的研究工作中，1974年西德邢石（Hinsch）教授提出了另一種方法。即采用聲光器件控制光束偏轉(zhuǎn)的方法，連續(xù)記錄二幅全息干涉圖的裝置〔4〕，其中二個(gè)水聲分束器（也稱(chēng)聲光偏轉(zhuǎn)器）都采用15MHz的超聲頻率，因而出現(xiàn)零級(jí)衍射光和一級(jí)衍射光之間的差頻所引起的多普勒頻移，致使全息圖清晰度受到嚴(yán)重影響，盡管如此，該裝置仍為國(guó)際上首先把聲光偏轉(zhuǎn)器應(yīng)用于高速全息攝影的一項(xiàng)重要成果。

于1975于美國(guó)白菲斯特（R·L·Baffiste）等人又報(bào)導(dǎo)了一種聲光偏轉(zhuǎn)式高速全息攝影裝置〔5〕，其中控制光束偏轉(zhuǎn)的聲光偏轉(zhuǎn)器采用融石英聲光器件。

又于1977年和1978年西德愛(ài)泊林（Ebeling）等人發(fā)表過(guò)高速全息電影的空間分頻多路式聲光偏轉(zhuǎn)裝置〔6、7〕。該裝置采用了新型結(jié)構(gòu)的水聲分束器，可以控制四束參考光做較大分辨角的偏轉(zhuǎn)，從而克服了每次曝光時(shí)，因相互干擾而引起多幅全息圖的非線(xiàn)性失真。

以上是關(guān)于采用聲光偏轉(zhuǎn)器所構(gòu)成的高速多幅全息攝影裝置的主要報(bào)導(dǎo)，雖然種類(lèi)很多，但原理基本相同。在拍攝多幅全息干涉圖時(shí)都存在著原理性條紋誤差，即無(wú)法消除聲光器件的溫漂和超聲頻率的變換，對(duì)全息干涉圖清晰度所造成的嚴(yán)重危害。

國(guó)內(nèi)對(duì)高速全息攝影技術(shù)也十分重視，該課題早在1976年就被列入“全國(guó)高速攝影發(fā)展十年規(guī)劃”。近幾年，承擔(dān)上述任務(wù)的西安光機(jī)所〔8〕、天津大學(xué)〔9〕和浙江大學(xué)均有階段成果的報(bào)導(dǎo)，但均屬于機(jī)械和聲光分幅的原理。

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外在高速全息攝影技術(shù)領(lǐng)域中，為了實(shí)現(xiàn)單臺(tái)激光器能夠連續(xù)記錄多幅信息的目的，主要采用了機(jī)械分幅和聲光分幅的原理。然而機(jī)械式分幅從原理上就無(wú)法記錄多幅全息干涉圖;而聲光式分幅雖然可記錄多幅全息干涉圖，但由于聲光效應(yīng)而在原理上就限制了條紋對(duì)比度和幅數(shù)，故發(fā)展緩慢。而本發(fā)明采用的是電光式分幅技術(shù)，可以在單臺(tái)激光器組成的全息照相系統(tǒng)中，連續(xù)記錄多幅全息圖和全息干涉圖。

本發(fā)明的任務(wù)是創(chuàng)造一種可以按照預(yù)置時(shí)序，連續(xù)記錄多幅全息圖和全息干涉圖的內(nèi)控電光分幅式高速全息攝影儀。

發(fā)明的內(nèi)容有：雙指令預(yù)置式多脈沖單模紅寶石激光器;內(nèi)控電光分幅式全息照相光路和內(nèi)控分幅高壓預(yù)置電路共三部分，可以按記錄全息圖的具體要求，使物光和參考光在記錄介質(zhì)的指定位置上相遇實(shí)現(xiàn)曝光。

為此本發(fā)明的特征一、是采用了兩組以上的電光雙向開(kāi)關(guān)串聯(lián)所構(gòu)成的內(nèi)控電光分幅全息光路，每組電光雙向開(kāi)關(guān)由電光晶體KD^＊P和PS（或OE）偏光鏡組成，該全息光路的所有光程，均由短光路的布局，光學(xué)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)和偏置的高壓而定，從而保證了照相光路具有極高的穩(wěn)定性和最佳的重復(fù)性。