[发明专利]基于阴影的二次共轭成像光路

说明书

本发明涉及一种基于阴影的二次共轭成像光路，所述光路中光源发射的光束经一号平行光镜组形成平行光，所述平行光穿过流场后经二号平行光镜组会聚至刀口光阑；刀口光阑的出射光束经准直物镜组形成一次像；所述一次像经过成像物镜组形成刀口光阑像，并在成像面处形成二次像；所述光源与刀口光阑共轭；刀口光阑与刀口光阑像共轭；一次像与二次像共轭；所述一号平行光镜组和二号平行光镜组的相对孔径相同。本发明光路中通过多次物象共轭关系来延长阴影成像过程中后截距长度，从而可在光路中的多个位置进行分光，便于开展多幅阴影成像，可用于多路阴影分光成像的测试系统搭建。

技术领域

本发明涉及阴影成像技术领域，尤其涉及一种基于阴影的二次共轭成像光路。

背景技术

流动显示是空气动力学、爆炸与冲击、燃烧与化学反应等很多研究领域中一种重要的测试技术之一，通过流动显示可以获得测试流场的密度变化情况以及模型的投影姿态位置等，为试验研究提供重要的图像数据。目前采用的流动显示方法主要为平行光阴影成像方法。

阴影法的主要优点是，光束对所测试的流场区域非接触，可对整个流场同时进行测量。只要通过场镜形成一束平行光通过流场(透明介质)测试段，即可根据平行光束受扰动之后的线位移量来分析流场的密度等参数变化。现有的阴影成像中，由于成像后截距的限制，一般针对超高速试验时，单次试验在同一视场只能获得一张阴影图像。

目前，为了在单次试验中的同一测试区域获得连续的图像数据，在前光成像时，在光路中采用了分光成像的方法。而对于阴影成像，由于平行光镜组的相对孔径D/f较小(D指平行光镜组中镜片的有效孔径，f表示所述镜片焦距)，且成像分辨率受各个镜组的孔径共轭关系影响，所以基于阴影成像时不能完全满足全视场成像的需求，并且其像面的分辨率不能达到系统的衍射极限。

因此，针对以上不足，需要提供成像光路，使其在阴影成像时可以有效延长阴影成像光路的后截距长度，又不降低阴影成像的分辨率，以更好的搭建多路阴影分光成像的测试系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有阴影成像中受成像后截距的限制，在超高速试验时，单次试验在同一视场只能获得一张图像的缺陷，提供一种基于阴影的二次共轭成像光路。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于阴影的二次共轭成像光路，包括：

光源、一号平行光镜组、流场、二号平行光镜组、刀口光阑、准直物镜组和成像物镜组，

光源发射的光束经一号平行光镜组形成平行光，所述平行光穿过流场后经二号平行光镜组会聚至刀口光阑；刀口光阑的出射光束经准直物镜组形成一次像；所述一次像经过成像物镜组形成刀口光阑像，并在成像面处形成二次像；

所述光源与刀口光阑共轭；刀口光阑与刀口光阑像共轭；一次像与二次像共轭；

所述一号平行光镜组和二号平行光镜组的相对孔径相同。

在根据本发明所述的基于阴影的二次共轭成像光路中，所述准直物镜组的相对孔径不小于一号平行光镜组的相对孔径。

在根据本发明所述的基于阴影的二次共轭成像光路中，所述成像物镜组的相对孔径不小于一号平行光镜组的相对孔径。

在根据本发明所述的基于阴影的二次共轭成像光路中，所述准直物镜组采用双分离望远物镜形式的光学结构。

在根据本发明所述的基于阴影的二次共轭成像光路中，所述准直物镜组中正透镜材质为冕牌玻璃，负透镜材质为火石玻璃。

在根据本发明所述的基于阴影的二次共轭成像光路中，所述成像物镜组采用双分离投影物镜形式的光学结构。

在根据本发明所述的基于阴影的二次共轭成像光路中，所述成像物镜组中正透镜材质为冕牌玻璃，负透镜材质为火石玻璃。