[其他]全息电影摄影机

说明书

本发明提出的是一种全息电影摄影机，它涉及工程光学领域中的全息电影摄影技术。主要由激光电源、全息摄影光路系统和同步送片系统所组成。它具有结构简单、工作稳定可靠，而且可以对大景深的物场拍摄高质量的全息图，外光路也很简单、操作简便。造价低廉和便于工业生产等特点。

本发明涉及工程光学领域中的全息电影摄影机。

三维图象的电影不仅在科学研究和工业生产中具有重大的应用价值，而且还具有巨大的艺术价值。

普通的电影摄影机只能获得二维的图象。利用体视效应产生的立体感，只是人主观视觉效应中的产物，而并非图象本身具有三维信息，为了获得三维图象，就必须依赖全息照相术。为了制作全息电影，全息电影摄影机必须能以每秒大于24幅的重复频率，连续工作一段时间。为此，在全息电影摄影机中作为相干光源的脉冲激光器，必须能以每秒大于24次的重复频率，连续输出具有良好相干性的激光脉冲。

虽然YAG倍频激光器可以以每秒几十次的重复频率连续输出具有相当可观能量的激光脉冲。但是，若要求这些光脉冲始终保持单纵模和单横模的特征，在技术上是十分困难的。而单纵模和单横模是激光器能够用于全息照相的必要条件。特别是对于大景深的物场，光脉冲必须有足够大的相干长度，才能实施全息照相。在这种情况下，技术难度就更大。例如，若记相干长度为L，光的波长为λ，谱线宽度为△λ，则三者之间有如下的函数关系：

L＝λ²/△λ或△λ＝λ²/L

若取相干长度L为1米，光的波长为0.53微米，代入即得：

△λ＝λ²/L＝0.53²/10＝0.2809×10^-6微米

对于每秒以24次重复频率连续工作的YAG倍频脉冲激光器来说，要求谱线宽度△λ始终满足上列要求，是很困难的。

虽然利用现有技术可以使红宝石脉冲激光束具有比较大的相干长度，但是由于红宝石激光晶体导热性能差，红宝石激光器难以在每秒24次的重复频率条件下连续工作。根据现阶段国内外的技术水平，即使在良好的冷却条件下，红宝石脉冲激光器的重复频率，也只能达到每秒1至3次。这与全息电影摄影机对激光光源重复频率的要求，相差甚远。

也正因为这样，迄今为止，在国际上尚未出现可以推广应用的全息电影摄影机。

本发明的目的，在于提供一种具有实用价值的全息电影摄影机。根据本发明提供的全息电影摄影机，不仅结构简单，工作稳定可靠，而且可以对大景深的物场拍摄高质量的全息图。此外，这种全息电影摄影机还具有外光路简单、操作简便、造价低廉和便于工业生产的特点。

附图1是光学谐振子通道的空间布置示意图。

附图2是多通道组合激光器的横截面图。

附图3是全息电影摄影机的示意图。

本发明提供的全息电影摄影机，由三个部分组成，即激光光源、全息摄影光路系统和同步送片系统。其中的激光光源，是一个多通道组合式激光器。上述多通道组合式激光器，有若干个光谐振子通道。每个光谐振子通道，都有相同的结构，亦即，都有自己的光学谐振腔、激光工作物质、泵浦系统和Q开关，都能独立地发射模式良好的激光脉冲，每一个光谐振子通道的中心轴线，均相互平行，并且等间隔地排列在同一个圆柱面上，如附图1所示。其中的PQ为圆柱面的中心轴线，四个光谐振子通道分别用a、b、c、d来表示。这些光谐振子通道的中心轴线，彼此相互平行，並且等间隔地分布在同一个圆柱面上。这些子通道具有相同的光学结构。例如，分布在α通道上的光学另件，其中的1为选模标准具，2为激光工作物质，3为Q开关，4为全反射介质膜片。各子通道的泵浦系统（包括泵浦闪光灯、聚光系统、储能系统及控制储能系统工作的电源等），在附图1中均未画出来。附图1中的Q开关3，也可以是染料Q开关或电光Q开关。当多通道组合式激光器的通道数增加时，结构形式仍然一样。附图2是具有16个通道的组合式激光器的横截面图，截面通过激光工作物质2的中部并垂直圆柱面的中心轴线PQ。其中的2是激光工作物质，5是泵浦闪光灯、6是椭圆反光腔、7是冷却液。