[发明专利]一种宽速度域成像型多普勒速度仪

说明书

本发明公开了一种宽速度域成像型多普勒速度仪，包括探针光模块、收光成像模块、前置干涉模块、后置低速干涉模块、后置高速干涉模块和记录模块。采用以上技术方案的一种宽速度域成像型多普勒速度仪，通过设计不等臂的前置干涉模块、后置低速干涉模块以及后置高速干涉模块，结合偏振探针光和选偏功能，能够在单一发次中实现从低速到高速过程的高精度诊断，填补了测速领域中，针对低速及高速过程同时测量的空白，在高能量密度物理、天体物理以及激光惯性约束聚变等领域中具有重要的科研及经济价值。

技术领域

本发明涉及激光干涉测速技术领域，具体涉及一种宽速度域成像型多普勒速度仪。

背景技术

在高能量密度物理研究中，基于实验室条件对极端压力条件下的材料状态方程进行研究，无论对探索宇宙形成、地壳状态等天体物理过程，还是对加载效率、材料不透明度等激光惯性约束聚变研究都是重要的研究手段。实验室条件下，采用激光间接驱动的方式加载样品，是产生超高压状态的重要方式之一，按照加载的热力学路径，主要可以分为冲击加载及准等熵加载等加载方式。在冲击加载条件下，通过测量加载产生的冲击波速度来获得材料所处的压力状态；而在准等熵加载条件下，通过测量材料表面的运动速度获得材料所处的压力状态。通常情况下，冲击加载所产生的的冲击波速度较高，一般在5km/s以上，而准等熵加载过程所引起的材料表面运动速度较低，一般为5km/s以下。目前，国际上通常采用准等熵加载加冲击加载的混合加载方式来获得更高的压力状态，但尚缺少一种诊断技术能够同时对高速及低速过程进行高精度的诊断。

在高能量密度物理研究领域，用于高精度速度测量的诊断系统主要有任意反射面速度干涉仪(简称VISAR)和全光纤干涉测速仪(简称AFDISAR)。经过多年发展，VISAR及AFDISAR均在各自测速领域发展成熟，拥有各自的适用条件和优缺点。其中VISAR属于速度干涉型测速仪，采用高分辨率光学成像的方式，能够对微小样品内部冲击波的速度历程进行高精度诊断，主要应用于激光驱动高压状态材料特性研究，但受限于其测速原理，无法对低速过程进行高精度诊断；AFDISAR属于位移干涉型单点测速仪，灵敏度较高，适用于低速诊断，可通过多套配置获得待测样品的速度面均匀性。由于其通过光纤阵列获得待测样品速度信息，空间分辨较差，通常适用于飞片等大尺寸样品的速度诊断。两种诊断方式在原理、光路结构及适用条件上差异较大，难以通过技术上的改进进行耦合，从而同时满足高速及低速的高精度诊断需求。

因此，急需设计一种全新的多普勒速度仪，能够同时实现待测样品一维空间上低速及高速演化历程的高精度诊断。

发明内容

为解决以上的技术问题，本发明提供了一种宽速度域成像型多普勒速度仪。

其技术方案如下：

一种宽速度域成像型多普勒速度仪，其要点在于，至少包括探针光模块、收光成像模块、前置干涉模块、后置低速干涉模块、后置高速干涉模块和记录模块，其中，所述收光成像模块包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第八分束镜BS8，所述记录模块包括第一光学条纹相机C1和第二光学条纹相机C2，在所述探针光模块和前置干涉模块之间设置有第一偏振片P1，在所述后置低速干涉模块与第一透镜L1之间设置有偏振方向与第一偏振片P1垂直的第二偏振片P2，在所述第三透镜L3与后置高速干涉模块之间设置有偏振方向与第一偏振片P1相同的第三偏振片P3，在所述前置干涉模块光程更短的一条光路中设置有第一半波片HWP1，在所述后置低速干涉模块光程更短的一条光路中设置有第二半波片HWP2，所述第一半波片HWP1和第二半波片HWP2均能够将脉冲信号的偏振方向旋转90°；