[其他]序列脈沖激光瞬態全息攝影儀

在審

• 申請號: 101985000005775
• 申請日: 1985-07-31
• 公開（公告）號: CN85105775B
• 公開（公告）日: 1987-12-23
• 發明（設計）人: 王其祥
• 申請（專利權）人: 華東工學院
• 代理公司: 江蘇省專利服務中心
• 代理人: 沈根水

本發明提出的是序列脈沖激光瞬態全息攝影儀，屬于激光全息攝影儀的技術領域，其結構如附圖２所示，它能在一個光學諧振腔內輸出Ｎ路空間位置不同的、強度可控的激光束，這些激光束相互之間有良好的相干性；且其相鄰兩脈沖的最小時間間隔的極限為零；當Δｔ任意調整時，脈沖序列的相對強度始終保持穩定；工作時對激光電源要求低；分幅照相無須應用同步偏轉技術。整個儀器具有技術指標高、性能穩定、體積小、重量輕、造價低的特點。

本發明提出的是序列脈沖激光瞬態全息攝影儀。屬于激光全息攝影的技術領域。

現有技術的脈沖全息攝影儀中的激光器，其典型的結構由標準具、小孔光闌、泵浦源、紅寶石棒、偏振器、電光Q開關、全反射膜所組成。其中的序列激光脈沖，系由電光Q開關的多次開門和關門所產生。為了利用序列激光脈沖來進行分幅照相還須在激光器的輸出端加電光或聲光同步偏轉器。參見美國阿波羅激光公司1984年度制造的IMPARTI型脈沖全息攝影機上應用的雙脈沖紅寶石激光器。將這樣的激光器用于序列脈沖全息攝影系統，存在下列技術問題：

1.現有技術很難進一步提高光脈沖的相干性，即使對紅寶石棒均勻性和對標準具的平行度、平面度和恒溫條件提出更高的要求，相干性的提高仍然是很有限的。

2.當光脈沖的分離時間任意調整時，現有技術很難使各光脈沖的能量始終保持近似相等?，F有技術也不可能使雙曝光全息圖的時間鑒別率△t_min無限提高。上述的美國阿波羅激光公司1984年度制造的紅寶石雙脈沖全息攝影機，只允許△t在1-500μs的范圍內調整。雙曝光全息圖時間鑒別率為1μs，這一技術指標給激光電源提出了很多的要求，致使其技術復雜、結構龐大、整機全重達1700磅，出口價格為每臺十七萬美元。

3.現有技術在進行分幅照相時，須在激光器的輸出端加電光或聲光同步偏轉器。應用偏轉技術使全息圖在曝光制作的過程中，光束和全息底片產生相對移動，導致干涉條紋在曝光過程中的飄移，從而影響全息圖的質量，降低了全息圖的空間分辨率和衍射效率，使再現圖象的象質變壞。

本發明的目的在于：針對上述存在的問題，提出一種序列脈沖激光瞬態全息攝影儀，它在一個激光諧振腔中，能輸出任意路空間位置不同的、強度可控的激光束，這些激光束相互之間可以有良好的時空相干性，且其相鄰兩脈沖的最小時間間隔的極限為零，并使當△t任意調整時，脈沖序列的相對強度始終保持穩定，工作時對激光電源要求低，分幅照相無須應用同步偏轉技術。

附圖1是雙脈沖紅寶石激光器典型結構圖。

附圖2是本發明的結構圖。

附圖3是由四脈沖的紅寶石激光器所組成的序列脈沖激光瞬態全息攝影儀的結構圖。

附圖1中的〔1〕是標準具，〔2〕是小孔光闌，〔3〕是泵浦源，〔4〕是紅寶石棒，〔5〕是偏轉器，〔6〕是電光Q開關，〔7〕是全反射膜。

附圖2中的〔A〕是標準具，〔B₁〕……〔BN〕是N支氙燈，〔C₁〕……〔CN〕是N支固體。激光工作物質，〔D〕是N支固體激光工作物質所公用的染料Q開關，〔E〕是全反射膜片，〔F〕是泵浦器，〔G〕是記錄系統。

附圖3中的〔A〕是標準具，〔B₁〕……〔B₄〕是氙燈，〔C₁〕……〔C₄〕是四支紅寶石，〔D〕是四支紅寶石所公用的染料Q開關，〔E〕是全反射膜片，〔F〕是具有控制四路閃光燈的觸發時機的泵浦控制器，〔G〕是記錄系統。

下面結合附圖2說明本發明的技術方案：

本發明的結構為附圖2所示。即由標準具〔A〕、N支固體激光工作物質〔C₁〕……〔CN〕放置在一個光學諧振腔中以及與之對應的N支氙燈〔B₁〕……〔BN〕、N支固體激光工作物質所公用的染料Q開關〔D〕、全反射膜片〔E〕、用以控制N路閃光燈的觸發時機的泵浦控制器〔F〕、記錄系統〔G〕所組成的序列脈沖激光瞬態全息攝影儀。

下面給出本發明的實施例：結構如附圖3所示，即由標準具〔A〕、四支紅寶石〔C₁〕……〔C₄〕放置在一個光學諧振腔中及與之對應的四支氙燈〔B₁〕……〔B₄〕、四支紅寶石公用的染料Q開關〔D〕、全反射膜片〔E〕、用以控制四路閃光燈的觸發時機的泵浦控制器〔F〕、記錄系統〔G〕所組成。其中，標準具〔A〕和染料Q開關〔D〕的平板玻璃，兩端面均須嚴格平行，兩者還須相互平行地放置在光路中，能在同一個光學諧振腔中的不同空間部位輸出強度可控的四路光脈沖，且其相互之間具有良好的相干性。這樣的染料盒既起到了Q開關的作用，也起到了標準具的作用。放置在一個光學諧振腔中的四支紅寶石〔C₁〕……〔C₄〕，要求其晶軸方向要相互平行;幾何軸線方向的光學長度要嚴格相等;外形尺寸也要彼此相等。雖然，這樣的激光器它所發射的序列激光脈沖在分離時間△t任意調整時，光脈沖的能量分配可以始終保持穩定，并且并不要求氙燈的波形隨△t的變化而變化，所以它對激光電源的要求低，整機全重達220磅。由于這種激光器各通道能量的貯存在空間上是分離的，故當△t變小時光泵的泵浦功率可以維持不變，從而使雙曝光全息圖的分辨率△t_min的理論值的極限為零，工程應用的極限等于光脈沖自身的寬度γ，它把雙曝光全息圖的時間鑒別率提高到極限高的程度，解決了序列激光脈沖的穩定性問題，實現了穩定的分幅照相。泵浦控制器〔F〕，實際上用以控制四路閃燈所觸發時機的四通道的同步延時器。它的輸入是一個電脈沖，輸出有四路，每路的延遲時間都可以是不同的。設各路的延遲時間是△t_j（j＝1，2，3，4），則這個輸出脈沖分別是各通道上的閃光燈的觸發信號。這樣，若每路的儲能系統事先充好電，將四通道同步延時器的延遲時間調到預定的數值上，則只要將一個觸發脈沖輸入四通道同步延時器，便可輸出一個激光脈沖序列。它們的時間間隔由△t_j之間的差值所決定。