[其他]瞬態莫爾層析儀

無效

• 申請號: 87212939
• 申請日: 1987-08-25
• 公開（公告）號: CN87212939U
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發明（設計）人: 賀安之;閻大鵬;倪曉武
• 申請（專利權）人: 華東工學院
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00
• 代理公司: 華東工學院專利事務所
• 代理人: 吳樹山

本實用新型涉及一種利用光的莫爾條紋進行精密測試的光學儀器，特別是一種瞬態莫爾層析儀。

1980年D.Kaifri開始將莫爾（Moire）效應應用于流場等位相物體的溫度、密度分布的測試。現有的莫爾層析儀通常是由：激光光源、空間濾波器、擴束裝置、待測物、由二塊透射光柵構成的莫爾裝置和記錄裝置所組成。它的優點在于利用莫爾效應測試，其分析計算簡單，對光源的相干性要求低，但由于采用的透射光柵的光柵常數皆大于十分之一毫米，因而測試靈敏度低，且衍射光的零級和正負一級衍射光分不開，以至影響條紋的清晰度和測試的靈敏度。為相對提高測試靈敏度，只能將兩光柵間距增大到50～80厘米，但帶來的問題是重影較大，穩定性差。現有技術中待測物和光柵間無光學元件故莫爾裝置的口徑須大于待測物才能進行全場測量。另外所采用的激光光源只能進行單幅靜態記錄。

本實用新型的目的是為克服現有技術的缺點，提供一種能對物體同一瞬態全過程進行高速、多幅取樣，尤其是全場的三維層析定量測試儀器。

根據本實用新型制作的瞬態莫爾層析儀，它主要包括一路或幾路由光源、空間濾波器、擴束裝置、待測物、莫爾裝置和記錄裝置組成的光學系統，其特征在于光源為多火花光源或序列脈沖激光光源，在待測物與莫爾裝置之間串聯一個縮束裝置，莫爾裝置與記錄裝置之間依次連接付里葉變換透鏡和頻譜濾波器。由多火花光源或序列脈沖激光光源發出的脈沖寬度、脈沖間隔可調且脈沖數可控的序列光脈沖，通過空間濾波器后經擴束裝置擴展為大口徑平行光，令其通過待測物，該光束便攜帶待測物的信息。現有技術只是將該寬光束通過兩透射光柵，這樣就需要透射光柵的尺寸大于或等于平行光口徑。本實用新型對上述大口徑平行光束由倒置的望遠裝置組成的縮束裝置縮束使其口徑縮小，因而可利用較小尺寸的透射光柵進行大口徑全場的測試。縮束后的平行光束通過由二塊透射光柵組成的莫爾裝置，在其后面的記錄裝置中即可觀察到莫爾條紋，而現有技術中采用的透射光柵其光柵常數皆大于十分之一毫米，故衍射光的零級和正負一級分不開，以致影響條紋的清晰度和測試靈敏度。本實用新型采用光柵常數小于十分之一毫米的朗奇（Ronchi）光柵，并在二個透射光柵后設置一個付里葉變換透鏡，在變換透鏡的后焦面上采用頻譜濾波器，只讓某級頻譜通過到達記錄裝置，從而可提高測試靈敏度和條紋的清晰度。對記錄裝置中觀察到的莫爾條紋采用高速攝影或超高速攝影裝置記錄，可使記錄的莫爾偏轉圖樣達一至數百幅，以完成瞬態、多幅取樣之功能。本實用新型進行三維非對稱場測量時，只需采用多路相同的光路同步記錄，便可解決空間三維全場層析難題。

本實用新型與現有技術相比，其顯著特點是：（一）在保證測試靈敏度的同時又縮短了二光柵間距，提高了儀器的抗震性能；（二）能使某級頻譜濾波后成像，提高了測試靈敏度與條紋的清晰度；（三）解決了對物體同一瞬態過程時間序列分辨多幅取樣；（四）解決了空間三維任意非對稱全場中任一點非接觸測試的三維層析難題。

本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出（以二路瞬態莫爾層析儀為例）。

圖1是根據本實用新型提出的采用多火花光源的二路瞬態莫爾層析儀的光路示意圖。

圖2是根據本實用新型提出的采用調制脈沖激光光源的二路瞬態莫爾層析儀的光路示意圖。

下面結合附圖分別以二個實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

參照圖1，采用多火花光源的二路瞬態莫爾層析儀是由多火花光源（1，12）、空間濾波器（2，13）、準直鏡（3，14）、待測物（4）、由透鏡（5，15）和透鏡（6，16）組成的縮束裝置、光柵（7，17）和光柵（8，18）組成的莫爾裝置、付里葉變換透鏡（9，19）、頻譜濾波器（10，20）、記錄裝置（11，21）組成。多火花光源產生的脈沖寬度和脈沖間隔可調的序列光脈沖，由位于準直鏡（3，14）前焦面上的空間濾波器（2，13）濾波后，經準直鏡（3，14）成為平行光，并通過待測物（4）后，進入透鏡（5，15）和透鏡（6，16）組成的縮束裝置，將大口徑的平行光縮為較小口徑的平行光。該小口徑平行光通過光柵（7，17）和光柵（8，18）后形成莫爾條紋。再由付里葉變換透鏡（9，19）的焦面上的頻譜濾波器（10，20）使所需要的頻譜通過，從而進入高速攝影或超高速攝影的記錄裝置（11，21）進行記錄。本實用新型對三維非對稱物體進行多方向記錄時只需設置二路或幾路系統同時記錄，即可達到三維層析的目的。