[实用新型]用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光学测量设备，具体涉及一种用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统。

背景技术

状态方程描述的就是某个热力学系统中各个状态参量(p，V，T，E，S)之间的函数关系。状态方程的实验研究在地球物理、天体物理、惯性约束聚变、材料科学、核武器物理等领域受到广泛重视，对实际应用和状态方程理论发展有重要的意义。目前状态方程的绝对测量要求通过实验独立地测定冲击波关系式中的冲击波速度D和波后粒子速度u，然后推算得到材料其余的冲击波参数，给出冲击绝热线，即冲击绝热状态方程。

在状态方程实验研究中，一般通过探测冲击波在靶背卸载时的发光信号进行冲击波诊断。然而作为被动测量方法，冲击加热发光不仅容易受到干扰，并且其信号强度极度依赖冲击压强，无法在相对较低的压强条件下应用。任意表面速度干涉仪(VISAR)是一种主动光学测量方法，与被动测量冲击波靶背卸载发光相比，不受驱动冲击波压力强弱的影响，其应用范围可从数十GPa至TPa。成像型速度干涉仪(Imaging-VISAR)是具有空间分辨能力的速度干涉仪，靶背表面的各点速度信息通过干涉仪系统，以干涉条纹的形式被扫描相机记录下来，从中可以分析得到自由面速度以及台阶靶内的冲击波传输速度。

现有技术中，关于速度干涉仪在状态方程中的应用，在《用光学记录速度干涉仪测量自由面速度》(《强激光与粒子束》，2006，18(5)：799-802作者：路建新，王钊，梁晶)一文中，公开了光学记录速度干涉仪系统，用于测量强激光产生的冲击波状态方程中的自由面速度。但是该系统是点速度干涉仪，不具备空间分辨能力，不能在实验中同时测得冲击波速度和自由面速度，从而无法直接得到材料的冲击压缩曲线。再者由于所采用的氩离子激光器功率有限，致使条纹相机采集的图像，信噪比不高，影响实验数据精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统，提高探测图像的信噪比以及实验的精度。

本实用新型的技术方案如下：一种用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统，由激光输入子系统、像传递子系统和干涉仪子系统组成，其中，所述的激光输入子系统包括探测激光器，以及在探测激光器出口依次设置的机械快门和普克尔盒，在普克尔盒的后侧设置一组用于将高斯光束整形为矩形光束的整形柱面透镜，在整形柱面透镜与靶之间依次设置分束镜和用于调整矩形光斑大小的第一透镜组；所述的像传递子系统包括三级像传递透镜组，第一级像传递透镜组采用所述第一透镜组的反向设置，收集靶背表面的散射光，然后依次经过第二、第三级像传递透镜组，成像至条纹相机；所述的干涉仪子系统设在第二级像传递透镜组与第三级像传递透镜组之间。

进一步，如上所述的用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统，其中，所述的干涉仪子系统包括两个分束镜和两个反射镜，第一个分束镜将经过第二级像传递透镜组的散射光分为两束，一束光经第一个反射镜反射至第二个分束镜，另一束光穿过石英标准具后经第二个反射镜反射至第二个分束镜，两束光在第二个分束镜叠加形成干涉条纹，然后由第三级像传递透镜组成像至条纹相机。

进一步，如上所述的用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统，其中，所述的干涉仪子系统中的两分束镜的分光膜面向相反的方向。

进一步，如上所述的用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统，其中，所述的第一透镜组包括沿光束传递方向依次设置的平凸透镜、双胶合透镜、月牙透镜；当第一透镜组作为第一级像传递透镜组时，靶背面的散射光依次经过月牙透镜、双胶合透镜、平凸透镜。

进一步，如上所述的用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统，其中，所述的第二级像传递透镜组包括沿光束传递方向依次设置的双胶合透镜和平凸透镜。

进一步，如上所述的用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统，其中，所述的第三级像传递透镜组包括沿光束传递方向依次设置的两个双胶合透镜。

进一步，如上所述的用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统，其中，所述的探测激光器采用半导体泵浦的固体激光器。

进一步，如上所述的用于冲击诊断的成像型激光速度干涉仪系统，其中，所述的条纹相机狭缝前设有滤光片。