[发明专利]一种成像型多普勒速度仪

说明书

本发明公开了一种成像型多普勒速度仪，至少包括探针光模块、收光成像模块、前置干涉模块、后置干涉模块和记录模块，其中，收光成像模块包括第一成像镜、第二成像镜和第三成像镜，所述第一成像镜设置在探针光模块和前置干涉模块之间，所述第二成像镜设置在前置干涉模块、后置干涉模块和样品之间，所述第三成像镜设置在后置干涉模块和记录模块之间。采用以上技术方案的一种成像型多普勒速度仪，利用全新设计的多普勒干涉结构，基于多普勒频移结合干涉诊断的原理，实现对百微米量级样品低速运动过程的高精度诊断，即：低速样品在一维空间上速度演化历程的高精度诊断，填补了激光惯性约束聚变等领域低速过程的高精度诊断空白。

技术领域

本发明涉及激光干涉测速技术领域，具体涉及一种成像型多普勒速度仪。

背景技术

随着科技的发展，传统的煤、石油等化石能源终究有限，无法长久满足人类日益增长的能源需求。通过惯性约束聚变产生能量增益是实验室实现受控能源的有效方式之一，无论在民生经济还是在军事领域均具有重要的研究价值。随着高能量激光装置研制能力的提升，依靠超强功率密度的激光脉冲将靶丸压缩至高温高密度的状态，进而实现聚变点火是目前惯性约束聚变的重要途径之一。同时激光惯性约束聚变过程中所形成的高压高密度等极端状态也为实验室开展天体物理等高能量密度物理研究提供了有效平台。

在激光惯性约束聚变和高能量密度物理实验研究中，为了获取待测样品的状态方程数据，一种重要的方法是采用准等熵加载方式对样品进行驱动，利用速度测量装置获得样品的粒子速度，进而计算其所处的压力状态。在目前已有的速度测量装置中，任意反射面速度干涉仪(Velocity interferometer system for Any Reflector,简称VISAR)、全光纤干涉测速仪(All Fiber Displacement Interferometer System for Any Reflector,简称AFDISAR)等均可以对样品表面的速度进行测量。其中VISAR可以获取样品表面一维空间分辨的速度演化历程，但该设备仅适用于较高速度过程的测量(速度10km/s)，对于低速运动的样品界面，其测量精度较低；AFDISAR是一种基于光纤的位移干涉装置，相较于VISAR更适用于低速测量环境，但其并不具备空间分辨能力。

在AFDISAR基础上发展的面阵型光纤位移干涉仪能够测量较大样品表面多个位置的速度演化过程，但是其仅适用于气炮驱动飞片等具有毫米甚至厘米量级尺寸样品的速度测量。而在激光惯性约束聚变研究中，样品尺寸通常仅有百微米量级，故无法采用面阵型光纤位移干涉仪进行空间分辨速度测量。因此在激光惯性约束聚变研究等实验平台中，目前尚缺少一种能够对百微米量级样品的低速运动过程(速度10km/s)进行高精度的空间分辨速度测量的诊断设备。

发明内容

为解决以上的技术问题，本发明提供了一种成像型多普勒速度仪。

其技术方案如下：

一种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、后置干涉模块和记录模块，其中，所述收光成像模块包括第一成像镜、第二成像镜和第三成像镜，所述第一成像镜设置在探针光模块和前置干涉模块之间，所述第二成像镜设置在前置干涉模块、后置干涉模块和样品之间，所述第三成像镜设置在后置干涉模块和记录模块之间；

探针光模块发出的单个脉冲信号经第一成像镜成像至前置干涉模块，并由前置干涉模块分为两个脉冲信号，两个脉冲信号一前一后经第二成像镜成像至样品表面，由样品表面先后反射回的两个脉冲信号经第二成像镜成像至后置干涉模块，并由后置干涉模块分为中间两个脉冲信号发生干涉的四个脉冲信号，四个脉冲信号先后经第三成像镜成像至记录模块，并由记录模块记录。