[其他]瞬态流场高速、多幅干涉测试仪

说明书

一种瞬态流场高速、多幅干涉测试仪，它包括连续输出激光器、等厚型Ｆ－Ｐ干涉仪、高速记录装置，其特征是设有脉冲调制器及采用三路相同光路的同步光学系统。本发明具有高速、多幅之功能，对同一瞬态或连续流场的全过程，能进行高速、多幅取样，尤其是对全场、三维精密测量，具有特殊效果。适于不同场合选用，并适于强振动的真实瞬态流场。用于气动力学、热力学、等离子体和兵器、航天、能源等工程以及其它有关参数测量。

本发明是一种利用光的干涉现象进行精密测试的仪器，特别是一种瞬态流场的高速、多幅干涉测试仪。

现有用于瞬态流场测试的仪器有高速摄影机、阴影干涉仪、纹影干涉仪、动态全息干涉仪及光谱与辐射光度计。高速摄影机能对瞬态流场进行多幅取样，但只能摄取流场形象，不能定量计算流场参数。阴影、纹影干涉仪能显示流场的激波结构，但难于计算流场的热力学参数。干涉法（如利用马赫干涉仪）能定量计算流场参数，但难于用到强振动的真实瞬态流场（如燃烧、爆炸、高速喷流）环境，且每次取样幅数少。动态全息干涉仪由于采用双脉冲红宝石激光器，所以对同一瞬态流场记录的全息干涉图幅数只能为一幅，虽有序列脉冲红宝石激光器，但因其不是输出成对的序列脉冲激光，也只能记录序列单次曝光的全息图，得不到序列全息干涉图。光谱与辐射光度计能测流场温度、密度，但不能显示全场的流场结构。因此现有的技术尚未解决对瞬态流场进行高速、多幅、三维取样。

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能对同一瞬态流场的全过程进行高速、多幅取样，尤其是全场、三维定量测量的仪器。

本发明是这样实现的：它包括连续输出激光器、等厚型F-P干涉仪和高速记录装置，其特征是在连续输出激光器与等厚型F-P干涉仪之间设有脉冲调制器;连续输出激光器、脉冲调制器、等厚型F-P干涉仪和高速记录装置依次串联;三维测量采用三路相同光路的同步光学系统。

由连续输出激光器输出的相干性优良的连续激光，经脉冲调制器调制成脉冲宽度、脉冲间隔可调，且脉冲个数可控的序列脉冲激光。采用此装置，可使输出的激光脉冲个数大大多于红宝石激光器输出的激光脉冲个数，且每个脉冲宽度、脉冲间隔可大幅度调节，以便不同场合选用。脉冲激光经扩束后到达等厚型F-P干涉仪，而待测场就位于F-P干涉仪的两镜片间。现有的技术就对F-P干涉仪出射的多光束干涉图样进行记录，故到达记录介质的图样能量密度不高，本发明对F-P干涉仪出射的大口径光束进行缩束，可大大地提高缩束后图样的能量密度，便于高速记录，对普通21DIN胶卷的曝光时间可短至10^-7秒数量级。再对缩束后的干涉图样采用声光调制点阵记录或等待型鼓轮转动式记录系统进行记录，可使记录的干涉场图样达几十幅，以完成高速、多幅之功能。对二维待测场的结果可采用一路或二路同步光学系统，如进行三维测量，则采用三路相同光路的同步光学系统。

本发明与现有技术相比，其特点是具有高速、多幅之功能。在不同场合下，对同一瞬态或连续流场的全过程能进行高速、多幅取样及全场、三维精密测量，有特殊效果。

本发明的具体技术解决方案由下列实施例及其附图给出。

图1为本发明实施例1利用声光调制点阵记录装置的原理图。

图2为本发明实施例2利用等待型鼓轮转动式记录装置的原理图。

下面结合附图详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。