專利名稱：一種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及全息照相領(lǐng)域，尤其是涉及一種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置及方法。
背景技術(shù)：
[0002]全息術(shù)早已用于粒子場(chǎng)及流體場(chǎng)的單幅拍攝，而且已經(jīng)為這些領(lǐng)域做出了巨大貢獻(xiàn)。其非接觸、大視場(chǎng)、大景深及三維再現(xiàn)等特點(diǎn)使其在粒子場(chǎng)診斷領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 采用全息術(shù)對(duì)粒子場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)通常包括記錄、顯影與再現(xiàn)三個(gè)環(huán)節(jié)。記錄主要是指脈沖激光同一脈沖分出的兩光束在記錄介質(zhì)(全息干板)表面形成的干涉場(chǎng)引起全息干板的光化學(xué)反應(yīng)(曝光)，曝光后的全息干板記錄了干涉場(chǎng)的強(qiáng)度分布，這兩束光中一束帶有粒子場(chǎng)的信息(物光)，另一束不帶粒子場(chǎng)信息(參考光)。顯影主要是針對(duì)于鹵化銀乳膠、重鉻酸鹽明膠、光致抗蝕劑這三類材料，顯影過(guò)程使未發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的部分被清洗掉，使發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)的部分保留下來(lái)。再現(xiàn)是指采用上述兩束光中的參考光以記錄時(shí)的角度照射顯影后的全息干板，從而使物光以衍射光的形式被再現(xiàn)出來(lái)。利用該方法可以重現(xiàn)某一時(shí)刻粒子場(chǎng)的三維分布。[0003]如果需要記錄粒子場(chǎng)隨時(shí)間的演化過(guò)程就需要完成多幅全息圖的瞬態(tài)記錄。一種辦法是并列放置多張全息干板，在每一個(gè)干板對(duì)應(yīng)的參考光與物光光路中放置超高速快門使這些全息干板在不同時(shí)刻曝光。該方法使得每一張全息干板具有不同的視角，因此再現(xiàn)出來(lái)的各個(gè)光場(chǎng)之間存在視場(chǎng)角度的偏差，不利于再現(xiàn)觀察。該方法中每一張全息干板都需要一套相應(yīng)的光路元件，因此當(dāng)全息干板數(shù)量上升時(shí)記錄裝置將變的十分復(fù)雜，不便于調(diào)試與維護(hù)且造價(jià)昂貴。[0004]另一種辦法是將全息干板做成光盤形狀，使全息干板以過(guò)光盤中心的法線為軸做高速旋轉(zhuǎn)，合理的調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度就可以使每一次的曝光區(qū)域不同。由于目前常見(jiàn)的高速電機(jī)只能達(dá)幾萬(wàn)轉(zhuǎn)每分鐘，因此將整張光盤記錄完所需要的時(shí)間在毫秒量級(jí)。在干涉區(qū)面積恒定且光盤尺寸恒定的條件下該參數(shù)限制了時(shí)間分辨率的進(jìn)一步提高。該方法要求旋轉(zhuǎn)速度與脈沖激光頻率之間的精確配合，這種精確配合在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)變的困難。該方法還會(huì)由于光盤的旋轉(zhuǎn)，使記錄到的全息圖出現(xiàn)動(dòng)態(tài)模糊。[0005]以光致聚合物材料為記錄介質(zhì)的全息干板，其記錄介質(zhì)厚度可達(dá)幾百微米乃至更厚，用其記錄的全息圖被稱為體全息圖，體全息圖具有明顯的角度選擇特性。利用體全息圖的角度選擇特性，可以在記錄介質(zhì)的同一體積區(qū)域記錄多幅全息圖，且每一幅全息圖可以被分別再現(xiàn)。以體全息圖角度選擇特性為基礎(chǔ)的一種多幅全息記錄技術(shù)被稱為角度復(fù)用技術(shù)，該技術(shù)在高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中已經(jīng)被廣泛使用。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述存在的問(wèn)題現(xiàn)有粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相技術(shù)中光路調(diào)整困難、時(shí)間分辨率低的問(wèn)題，提出一種基于光致聚合物的粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置及方法。本實(shí)用新型通過(guò)同步控制器對(duì)粒子場(chǎng)出現(xiàn)在觀測(cè)區(qū)域時(shí)刻檢測(cè)，向相干光產(chǎn)生裝置及聲光偏轉(zhuǎn)器發(fā)送控制信號(hào)使得相干光產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的兩路相干光，其中一路經(jīng)過(guò)物光調(diào)節(jié)裝置帶有粒子場(chǎng)信息并照射于全息干板上，另一路干涉光經(jīng)過(guò)參考光調(diào)節(jié)裝置使得產(chǎn)生不同時(shí)刻連續(xù)的照射與全息干板上的參考光，在全息干板上物光與參考光形成干涉，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單光路條件下的不同時(shí)間分辨率瞬態(tài)多幅全息照相。除此之外，還通過(guò)設(shè)置第二傳像裝置11用于將粒子場(chǎng)的圖像傳像至全息干板12附近以提高全息干板12的記錄效果。除此之外還通過(guò)設(shè)置第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14用于調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)光束分束裝置輸出的另一束相干光的偏振態(tài)，進(jìn)而使經(jīng)過(guò)第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14的相干光與經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置4的一束相干光具有相同的偏振態(tài)，除此之外還通過(guò)設(shè)置第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2用于調(diào)整激光器I產(chǎn)生脈沖信號(hào)的偏振態(tài)，當(dāng)光束分束裝置3為格蘭棱鏡或偏振分光棱鏡時(shí)第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2可用于調(diào)節(jié)光束分束裝置3分出的兩束光的功率比值；除此之外，還通過(guò)設(shè)置第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15用于提前放大激光器I產(chǎn)生激光光斑的光斑直徑， 進(jìn)而保護(hù)光束分束裝置3不會(huì)被高功率激光脈沖損壞；此外還通過(guò)設(shè)置光學(xué)延遲裝置16用于對(duì)經(jīng)過(guò)光束分束裝置3產(chǎn)生的一路相干光的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得經(jīng)過(guò)光束分束裝置產(chǎn)生的兩束相干光相位一致，保證最終形成的物光與參考光能夠產(chǎn)生干涉條。[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下[0008]一種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置包括相干光產(chǎn)生裝置、物光調(diào)節(jié)裝置、參考光調(diào)節(jié)裝置、同步控制裝置13、全息干板12，所述同步控制裝置分別與相干光產(chǎn)生裝置一端、 參考光調(diào)節(jié)裝置第一端口電連接，所述相干光產(chǎn)生裝置另一端與物光調(diào)節(jié)裝置一端、參考光調(diào)節(jié)裝置另一端光連接，參考光調(diào)節(jié)裝置第三端、物光調(diào)節(jié)裝置另一端在全息干板上形成干涉條紋，所述同步控制裝置通過(guò)判斷觀測(cè)區(qū)域出現(xiàn)粒子場(chǎng)的時(shí)刻，分別發(fā)送控制信號(hào)給相干光產(chǎn)生裝置、參考光調(diào)節(jié)裝置，所述相干光產(chǎn)生裝置產(chǎn)生激光脈沖并將激光脈沖分為兩路相干光，其中一路相干光通過(guò)物光調(diào)節(jié)裝置將其引入觀測(cè)區(qū)域9，使物光調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的一路相干光帶有進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域9的粒子場(chǎng)信息成為物光，另一路相干光通過(guò)參考光調(diào)節(jié)裝置形成參考光，所述全息干板記錄參考光與物光形成的干涉條紋。[0009]所述相干光產(chǎn)生裝置包括激光器I、光束分束裝置3，所述激光器一端與同步控制裝置電連接，激光器另一端與光束分束裝置3 —端光連接，光束分束裝置3另一端分別與物光調(diào)節(jié)裝置一端、參考光調(diào)節(jié)裝置第二端口光連接，所述激光器I接收同步控制裝置產(chǎn)生的控制信號(hào)并產(chǎn)生激光脈沖，所述激光脈沖通過(guò)光束分束裝置3進(jìn)行反射與透射，形成反射光和透射光兩束相干光，經(jīng)過(guò)光束分束裝置3透射的激光脈沖經(jīng)過(guò)物光調(diào)節(jié)裝置形成物光，經(jīng)過(guò)光束分束裝置3全反射的激光脈沖經(jīng)過(guò)參考光調(diào)節(jié)裝置形成參考光。[0010]所述物光調(diào)節(jié)裝置包括第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4、第二反射鏡8，所述第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4 一端與光束分束裝置3光連接，第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4另一端輸出光信號(hào)經(jīng)過(guò)第二反射鏡8在全息干板上形成物光，所述第二反射鏡8通過(guò)光束分束裝置3形成的透射光經(jīng)過(guò)第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4將其光斑直徑進(jìn)行放大，將光斑直徑放大的透射光通過(guò)第二反射鏡8形成帶有進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域9的粒子場(chǎng)信息并照射于全息干板的物光。[0011]所述物光調(diào)節(jié)裝置還包括第二傳像裝置11，所述第二傳像裝置11放置于觀測(cè)區(qū)域9與全息干板之間，用于將經(jīng)過(guò)觀測(cè)區(qū)域9形成帶有觀測(cè)區(qū)域9中被觀測(cè)對(duì)象信息的物光傳遞到全息干板12，第二傳像裝置11包括第三透鏡、第四透鏡兩個(gè)透鏡，所述第三透鏡、第四透鏡的焦距相等，所述第二傳像裝置11與全息干板12的距離比所述第二傳像裝置11 的后焦距長(zhǎng)5_ 30mm或短5_ 30mm。[0012]所述參考光調(diào)節(jié)裝置包括第一反射鏡5、聲光偏轉(zhuǎn)器6、第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7、第一傳像裝置10，所述光束分束裝置3通過(guò)第一反射鏡5與聲光偏轉(zhuǎn)器6第二端光連接，所述聲光偏轉(zhuǎn)器6第一端與同步控制裝置電連接,所述聲光偏轉(zhuǎn)器6第三端通過(guò)第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7、第一傳像裝置10在全息干板形成參考光，所述參考光與物光在全息干板形成干涉， 所述光束分束裝置3產(chǎn)生的反射光的角度通過(guò)第一反射鏡5調(diào)節(jié)后,輸入到聲光偏轉(zhuǎn)器6, 聲光偏轉(zhuǎn)器6根據(jù)同步控制裝置13輸出的觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生控制頻率使經(jīng)過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器6的相干光發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器6的反射光經(jīng)過(guò)第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7對(duì)光束光斑直徑進(jìn)行放大，光斑直徑被放大的光束經(jīng)過(guò)第一傳像裝置10被傳至全息干板12，其中第一傳像裝置10包括第一透鏡、第二透鏡兩個(gè)透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡的焦距相等，第一傳像裝置10距離聲光偏轉(zhuǎn)器6的距離等于傳像裝置10的前焦距，第一傳像裝置10距離全息干板 12的距離等于傳像裝置10的后焦距；參考光不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)與物光的夾角為10° 30°， 物光與全息干板法線的夾角為10° 30°，第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4和第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7擴(kuò)束比值為1:2 5:1。[0013]所述同步控制裝置13包括光電探測(cè)器17、數(shù)字延時(shí)裝置19、單片機(jī)18、聲光偏轉(zhuǎn)器電源20，所述光電探測(cè)器17的輸入端放置于粒子場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)區(qū)域9之前的必經(jīng)位置，所述光電探測(cè)器輸出端17與數(shù)字延時(shí)裝置19輸入端電連接，所述數(shù)字延時(shí)裝置19 一輸出端與激光器輸入端電連接，所述數(shù)字延時(shí)裝置19另一輸出端與單片機(jī)18輸入端電連接，單片機(jī)18輸出端與聲光偏轉(zhuǎn)器電源20輸入端電連接,聲光偏轉(zhuǎn)器電源20輸出端與聲光偏轉(zhuǎn)器 6電連接，通過(guò)光電探測(cè)器17在粒子場(chǎng)進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域9之前檢測(cè)到粒子場(chǎng)的出現(xiàn)，并同時(shí)輸出探測(cè)信號(hào)給數(shù)字延時(shí)裝置19 ;數(shù)字延時(shí)裝置接收到光電探測(cè)器的探測(cè)信號(hào)后，在設(shè)定的延時(shí)時(shí)間后給激光器I以及給單片機(jī)18發(fā)出觸發(fā)信號(hào)；單片機(jī)18檢測(cè)到數(shù)字延時(shí)裝置 19發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)后，按照設(shè)定的時(shí)間間隔改變聲光偏轉(zhuǎn)器電源20的輸出驅(qū)動(dòng)電壓頻率； 聲光偏轉(zhuǎn)器電源20接收單片機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)電壓頻率控制信號(hào)后控制聲光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)角度。[0014]一種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，還包括第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15，所述激光器另一端通過(guò)第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15與光束分束裝置3光連接。[0015]一種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，還包括第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2，所述第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2放置于第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15與光束分束裝置3之間，所述第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2是半波片、補(bǔ)償器、偏振片或者法拉第旋光器。第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2將激光器I發(fā)射的激光脈沖的光斑直徑進(jìn)行擴(kuò)大；第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2對(duì)經(jīng)過(guò)第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15調(diào)整的激光脈沖的偏振態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。[0016]一種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，還包括至少一個(gè)光學(xué)延遲裝置16，所述光束分束裝置3通過(guò)光學(xué)延遲裝置16與第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4連接，所述光學(xué)延遲裝置16包括第三反射鏡21、直角棱鏡23、第四反射鏡22，所述第三反射鏡21對(duì)經(jīng)過(guò)光束分束裝置3產(chǎn)生的透射光進(jìn)行90°偏轉(zhuǎn)；直角棱鏡23對(duì)第三反射鏡的出射光進(jìn)行180°偏轉(zhuǎn)；第四反射鏡22，用于對(duì)直角棱鏡23的出射光進(jìn)行90°的偏轉(zhuǎn)。[0017]一種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，當(dāng)光束分束裝置3是格蘭棱鏡時(shí)，所述參考光調(diào)節(jié)裝置還包括第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14，所述第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)光束分束裝置3出射的反射光的偏振態(tài)，所述第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14包括半波片、偏振片、補(bǔ)償器或者法拉第旋光器。[0018]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是[0019]I)通過(guò)物光調(diào)節(jié)裝置、參考光調(diào)節(jié)裝置、同步控制裝置相干光產(chǎn)生裝置以及全息干板，當(dāng)同步控制裝置13在粒子進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域9之前檢測(cè)到粒子場(chǎng)的出現(xiàn)，并發(fā)送觸發(fā)信號(hào)給相干光產(chǎn)生裝置，發(fā)送控制信號(hào)給聲光偏轉(zhuǎn)器6;相干光產(chǎn)生裝置檢測(cè)到同步控制裝置13的觸發(fā)信號(hào)，產(chǎn)生兩路相干光，其中一路相干光經(jīng)過(guò)物光調(diào)節(jié)裝置后形成帶有粒子場(chǎng)信息并照射于全息干板上的物光，另一路相干光經(jīng)過(guò)參考光調(diào)節(jié)裝置形成不同時(shí)刻角度連續(xù)變化的照射于全息干板上的參考光，物光與參考光在全息干板形成干涉，進(jìn)行記錄曝光。 實(shí)現(xiàn)粒子場(chǎng)在觀測(cè)區(qū)域9的瞬態(tài)多幅全息照相，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)瞬態(tài)多幅全息照相時(shí)間分辨率低及光路復(fù)雜的不足。[0020]2)通過(guò)設(shè)置第二傳像裝置11用于將粒子場(chǎng)的圖像傳像至全息干板12附近以提高全息干板12的記錄效果。[0021]3)通過(guò)設(shè)置第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14用于調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)光束分束裝置輸出的另一束相干光的偏振態(tài)，進(jìn)而使經(jīng)過(guò)第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14的相干光與經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置4的一束相干光具有相同的偏振態(tài)，從而保證了物光與參考光能夠發(fā)生干涉。[0022]4)通過(guò)設(shè)置第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2用于調(diào)整激光器I產(chǎn)生脈沖信號(hào)的偏振態(tài)，進(jìn)而可與采用了格蘭棱鏡或偏振分光棱鏡的光束分束裝置3相配合，使光束分束裝置3所分得兩束光的功率比值易于調(diào)節(jié)。[0023]5)通過(guò)設(shè)置第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15用于提前放大激光器I輸出激光脈沖的光斑直徑，進(jìn)而避免光束分束裝置3因?yàn)槊}沖激光的高功率而損傷。[0024]6)通過(guò)設(shè)置光學(xué)延遲裝置16使經(jīng)過(guò)光束分束裝置3產(chǎn)生的一路相干光的相位調(diào)節(jié)變得簡(jiǎn)單，保證最終形成的物光與參考光能夠產(chǎn)生干涉條紋。


[0025]本實(shí)用新型將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中[0026]圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例一粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置示意圖；[0027]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二裝置示意圖；[0028]圖3為實(shí)施例一或?qū)嵤├娇刂蒲b置示意圖；[0029]圖4為光學(xué)延遲裝置示意圖。[0030]圖中[0031]I-激光器2_第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置3-光束分束裝置[0032]4-第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置5_第一反射鏡6-聲光偏轉(zhuǎn)器[0033]7-第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置8_第二反射鏡9-觀測(cè)區(qū)域[0034]10-第一傳像裝置11-第二傳像裝置12-全息干板[0035]13-同步控制裝置14-第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置15-第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置[0036]16-光學(xué)延遲裝置17-光電探測(cè)器18-單片機(jī)[0037]19-數(shù)字延時(shí)裝置20-聲光偏轉(zhuǎn)器電源21-第三反射鏡[0038]22-第四反射鏡23-直角棱鏡具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。一、本文相關(guān)說(shuō)明I.本設(shè)計(jì)記錄過(guò)程結(jié)束后就已經(jīng)形成了全息圖，不需要在暗室進(jìn)行顯影，只需在 非相干白光光源(如白熾燈，太陽(yáng)光等)下放置一段時(shí)間即可，“再現(xiàn)”過(guò)程與現(xiàn)有技術(shù)一致；2.激光器I為脈沖激光器，產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)為532nm，激光脈沖的脈寬應(yīng)小于10納秒，單脈沖能量最好高于20毫焦耳，光斑模式最好為單縱模，偏振態(tài)為線偏振，重復(fù)頻率應(yīng)大于IOOKHz ；3.第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4和第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7擴(kuò)束比值為1:2到5:1 ;其中擴(kuò)束比指光斑直徑放大倍數(shù)；4.脈沖激光器的相干長(zhǎng)度較短需要光學(xué)延遲裝置16使物光與參考光的光程差遠(yuǎn)小于脈沖激光器的相干長(zhǎng)度，其中相干長(zhǎng)度為激光器的性能參數(shù)，該參數(shù)的單位為長(zhǎng)度單位(如米、毫米等)。光程為光從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)所需的時(shí)間使光在真空中傳播的距離，單位同樣為長(zhǎng)度單位。而光程差指兩束光沿不同路徑從A點(diǎn)到B點(diǎn)的光程的差值，單位依然為長(zhǎng)度單位；5.聲光偏轉(zhuǎn)器6與聲光偏轉(zhuǎn)器電源20的關(guān)系聲光偏轉(zhuǎn)器電源20能夠提供不同的驅(qū)動(dòng)頻率，不同的驅(qū)動(dòng)頻率可以引起聲光偏轉(zhuǎn)器6對(duì)通過(guò)它的光造成不同角度的偏轉(zhuǎn)，通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)頻率就可以改變偏轉(zhuǎn)角，可引起的最大偏轉(zhuǎn)角稱為偏轉(zhuǎn)范圍。根據(jù)控制方式的不同聲光偏轉(zhuǎn)器電源可分別選取電壓控制振蕩器和數(shù)字頻率合成器兩種；6.粒子場(chǎng)與觀測(cè)區(qū)域9與同步控制裝置13之間的關(guān)系粒子場(chǎng)往往產(chǎn)生于高速撞擊過(guò)程，因此粒子場(chǎng)也具有很高的運(yùn)動(dòng)速度，如此高的速度下判斷粒子場(chǎng)何時(shí)進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域非常重要，同步控制裝置13可以完成該判斷工作；7.第一傳像裝置10包括第一透鏡、第二透鏡兩個(gè)透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡的焦距相等。第二傳像裝置11包括第三透鏡、第四透鏡，所述第三透鏡、第四透鏡焦距也相等。裝置11中兩個(gè)透鏡的焦距可以不與第一傳像裝置10中透鏡的焦距相等；8.第一傳像裝置10，用于將經(jīng)過(guò)擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7放大的相干光傳至全息干板12，第一傳像裝置10距離聲光偏轉(zhuǎn)器后表面的距離等于第一傳像裝置10的前焦距，前焦距具體解釋了第一個(gè)透鏡位于第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7 —側(cè)，第二個(gè)透鏡位于全息干板一側(cè)，此時(shí)的前焦距指的是位于第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置一側(cè)第一透鏡的焦距；第一傳像裝置10距離全息干板12的距離等于傳像裝置10的后焦距，后焦距具體解釋為第一個(gè)透鏡位于第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7 —側(cè)，第二個(gè)透鏡位于全息干板一側(cè)，此時(shí)的后焦距指的是位于全息干板一側(cè)第二透鏡的焦距；第二傳像裝置11用于將經(jīng)過(guò)觀測(cè)區(qū)域9形成帶有觀測(cè)區(qū)域9中被觀測(cè)對(duì)象信息的物光傳遞到全息干板12，所述第二傳像裝置11與被觀測(cè)區(qū)域中心的距離等于第二傳像裝置11的前焦距，前焦距具體解釋了第三個(gè)透鏡位于觀測(cè)區(qū)域9 一側(cè)，第四個(gè)透鏡位于全息干板一側(cè)，此時(shí)的前焦距指的是位于觀測(cè)區(qū)域9 一側(cè)第三透鏡的焦距；第二傳像裝置11與全息干板12的距離比所述第二傳像裝置11的后焦距長(zhǎng)5mm 30mm或短5mm 30mm，其中后焦距具體解釋是第二傳像裝置11第三個(gè)透鏡位于觀測(cè)區(qū)域9 一側(cè)，第四個(gè)透鏡位于全息干板一側(cè)，其后焦距指的是位于全息干板一側(cè)第四透鏡的焦距；9.全息干板12采用光致聚合物全息干板其記錄介質(zhì)厚度為300// m。光致聚合物全息干板具有在同一體積內(nèi)記錄多幅全息圖的能力，該能力可為瞬態(tài)多幅全息照相提供一條實(shí)現(xiàn)途徑。其厚度是可以控制的。光致聚合物全息干板12的詳細(xì)制作過(guò)程見(jiàn)專利(200410066746. 9)，所不同的是將其光敏劑調(diào)整為曙紅Y，最佳配方比例也與該專利不同，其最佳配方比例及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)文獻(xiàn)(雜志名稱中國(guó)激光；卷號(hào)36⑷983-988。作者段曉亞，朱建華，魏濤，陳倩倩，魏乃科；名稱綠敏聚乙烯醇/丙烯酰胺體系光致聚合物的配方優(yōu)化及全息存儲(chǔ)特性，其中第2部分給出配方比例，第3部分給出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))。為了使該光致聚合物全息干板(12)在記錄時(shí)具有高的靈敏度可以先對(duì)全息干板進(jìn)行預(yù)曝光(非相干532nm光源下放置一段時(shí)間)，預(yù)曝光的時(shí)間根據(jù)干板厚度及預(yù)曝光所使用光源強(qiáng)度會(huì)有所不同，可在實(shí)驗(yàn)室條件下多次測(cè)定最佳預(yù)曝光時(shí)間；10.單片機(jī)18，用于檢測(cè)到數(shù)字延時(shí)裝置19發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)后，按照設(shè)定的時(shí)間間隔改變聲光偏轉(zhuǎn)器電源2 O的輸出驅(qū)動(dòng)電壓值頻率；以數(shù)字頻率合成器為驅(qū)動(dòng)電源的聲光偏轉(zhuǎn)器電源可接收外部控制信號(hào)(由USB或RS232傳輸)，進(jìn)而改變驅(qū)動(dòng)電源的輸出或驅(qū)動(dòng)頻率，因此單片機(jī)只需在設(shè)定的時(shí)間間隔后給聲光偏轉(zhuǎn)器電源發(fā)出一條控制信號(hào)即可，由于單片機(jī)部分所要實(shí)現(xiàn)的功能簡(jiǎn)單，常見(jiàn)的單片機(jī)(如STC單片機(jī)、PIC單片機(jī)、AVR單片機(jī)、EMC單片機(jī)及其它同類產(chǎn)品)都
可以實(shí)現(xiàn)該功能。設(shè)激光器的重復(fù)頻率為f，則時(shí)間間隔T由(I)式給出T = +
Cl)11.數(shù)字延時(shí)裝置19，用于接收光電探測(cè)器的探測(cè)信號(hào)并在延時(shí)時(shí)間后給激光器
(I)以及給單片機(jī)(18)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，數(shù)字延時(shí)裝置所需延時(shí)功能可以由DG535或其它同
類產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)；光電探測(cè)器的探測(cè)位置位于粒子場(chǎng)進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域的必經(jīng)位置，粒子場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)
速度為V，光電探測(cè)器的探測(cè)位置距觀測(cè)區(qū)域距離為S1,激光從發(fā)出到進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域9所經(jīng)
過(guò)的總光程(可用實(shí)際的長(zhǎng)度來(lái)近似)為S2，激光器從接收到觸發(fā)信號(hào)到發(fā)出激光的響應(yīng)時(shí)
間為h秒，光電探測(cè)器的探測(cè)信號(hào)傳到數(shù)字延時(shí)裝置19需要的時(shí)間為〖2秒，觸發(fā)信號(hào)從數(shù)
字延時(shí)裝置19傳到激光器I需要的時(shí)間為&秒，光速為C，則延時(shí)時(shí)間τ由(2)式給出
S1-S2,、
T=---13----(2)。
VC二、工作原理本裝置檢測(cè)粒子場(chǎng)在觀測(cè)區(qū)域9出現(xiàn)的時(shí)刻，同時(shí)一束激光通過(guò)觀測(cè)區(qū)域9并攜帶粒子場(chǎng)信息成為物光，并與經(jīng)調(diào)節(jié)后的參考光在全息干板上形成干涉，并且通過(guò)全息干板12記錄參考光與攜帶粒子場(chǎng)信息的物光形成的干涉條紋。實(shí)現(xiàn)對(duì)粒子場(chǎng)在觀測(cè)區(qū)域9中的瞬態(tài)多幅全息照相，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)瞬態(tài)多幅全息照相時(shí)間分辨率低及光路復(fù)雜的不足。三、粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置實(shí)施例一，本裝置包括相干光產(chǎn)生裝置、物光調(diào)節(jié)裝置、參考光調(diào)節(jié)裝置、同步控制裝置13、全息干板12。相干光產(chǎn)生裝置用于接收同步控制裝置13的觸發(fā)信號(hào)及產(chǎn)生激光脈沖并將其分為兩束相干光；物光調(diào)節(jié)裝置用于將相干光產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的兩束相干光中的一束引入觀測(cè)區(qū)域9，使其為觀測(cè)區(qū)域9提供背光照明，該束光經(jīng)過(guò)觀測(cè)區(qū)域9后成為物光；同步控制裝置13用于分別給相干光產(chǎn)生裝置、參考光調(diào)節(jié)裝置提供控制信號(hào)；參考光調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)相干光產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的另一束相干光的角度和偏振態(tài)形成參考光，使得物光調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的物光與參考光能夠干涉；全息干板12用于記錄物光和參考光形成的干涉條紋。實(shí)施例二，在實(shí)施例一基礎(chǔ)上，所述相干光產(chǎn)生裝置包括激光器I、光束分束裝置3。激光器1，用于根據(jù)同步控制裝置13輸出的控制信號(hào)產(chǎn)生激光脈沖；光束分束裝置3，用于將激光器I產(chǎn)生的脈沖信號(hào)分成兩束相干光分別輸入到物光調(diào)節(jié)裝置、參考光調(diào)節(jié)裝置，其中光束分束裝置3輸入到物光調(diào)節(jié)裝置的一路光與光束分束裝置3輸入到參考光調(diào)節(jié)裝置的另一路光功率比值為1:2 1:30。優(yōu)選地，光束分束裝置3輸入到物光調(diào)節(jié)裝置的一路光與光束分束裝置3輸入到參考光調(diào)節(jié)裝置的另一路光功率比值為1:4。實(shí)施例三，在實(shí)施例一或二基礎(chǔ)上，物光調(diào)節(jié)裝置包括第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4、第二反射鏡8，其中第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4用于將干涉光產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的一路相干光光斑直徑進(jìn)行放大；第二反射鏡8用于將第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4的物光反射到觀測(cè)區(qū)域9，形成帶有觀測(cè)區(qū)域9中被觀測(cè)對(duì)象信息并照射于全息干板的物光。優(yōu)選地，第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4放大倍數(shù)為10 40倍。實(shí)施例四，在實(shí)施例三基礎(chǔ)上，物光調(diào)節(jié)裝置還包括第二傳像裝置11，所述第二傳像裝置11放置于觀測(cè)區(qū)域9與全息干板之間，用于將經(jīng)過(guò)觀測(cè)區(qū)域9形成帶有觀測(cè)區(qū)域9中被觀測(cè)對(duì)象信息的物光傳遞到全息干板12，所述第二傳像裝置11與全息干板12的距離比所述第二傳像裝置11的后焦距長(zhǎng)5mm 30mm或短5mm 30mm。優(yōu)選地，第二傳像裝置11與全息干板12的距離比所述第二傳像裝置11的后焦距短 5mm 30mmο實(shí)施例五,在實(shí)施例一或四基礎(chǔ)上，參考光調(diào)節(jié)裝置包括第一反射鏡5、聲光偏轉(zhuǎn)器6、第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7、第一傳像裝置10，其中第一反射鏡5用于調(diào)節(jié)光束分束裝置3產(chǎn)生的另一路相干光的角度；聲光偏轉(zhuǎn)器6用于根據(jù)同步控制裝置13輸出的控制信號(hào)產(chǎn)生控制頻率使經(jīng)過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器6的相干光發(fā)生偏轉(zhuǎn),聲光偏轉(zhuǎn)器6偏轉(zhuǎn)范圍為O 3. 2° ;第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7用于將經(jīng)過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器6發(fā)生角度偏轉(zhuǎn)的相干光光斑直徑放大，第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4和第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7擴(kuò)束比值為1:2 5:1 ;第一傳像裝置10用于將經(jīng)過(guò)擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7放大的相干光傳至全息干板12，第一傳像裝置10距離全息干板12的距離等于傳像裝置10的后焦距；其中參考光不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)與物光的夾角為10° 30° ,物光與光致聚合物全息干板法線的夾角為10° 30°。優(yōu)選地，物光與光致聚合物全息干板法線的夾角為20°，參考光不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)與物光的夾角為20°，且物光與參考光在全息干板法線的同一側(cè)。優(yōu)選地，第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4和第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7擴(kuò)束比值為1:2。實(shí)施例六，在實(shí)施例一或五基礎(chǔ)上，同步控制裝置13包括光電探測(cè)器17，用于在粒子場(chǎng)進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域9之前檢測(cè)到粒子場(chǎng)的出現(xiàn)，并同時(shí)輸出探測(cè)信號(hào)給數(shù)字延時(shí)裝置19 ;數(shù)字延時(shí)裝置19，用于接收光電探測(cè)器的探測(cè)信號(hào)并在設(shè)定的延時(shí)時(shí)間后給激光器I以及給單片機(jī)18發(fā)出觸發(fā)信號(hào)；單片機(jī)18，用于在檢測(cè)到數(shù)字延時(shí)裝置19發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)后，按照設(shè)定的時(shí)間間隔改變聲光偏轉(zhuǎn)器電源20的輸出驅(qū)動(dòng)電壓頻率；聲光偏轉(zhuǎn)器電源20，用于在接收單片機(jī)18輸出的驅(qū)動(dòng)電壓頻率控制信號(hào)后控制聲光偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)角度。實(shí)施例七，如圖I所示，在實(shí)施例一或六基礎(chǔ)上，本裝置還包括偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2，偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2是半波片或者偏振片或者法拉第旋光器，用于調(diào)整激光器I產(chǎn)生激光脈沖的偏振態(tài)。實(shí)施例八，在實(shí)施例一或七基礎(chǔ)上，本裝置還包括第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15，用于將激光器15發(fā)射的脈沖信號(hào)進(jìn)行光斑直徑擴(kuò)大，降低相干光由于高能量對(duì)光束分束裝置3的損傷；擴(kuò)大范圍2 4倍。實(shí)施例九，在實(shí)施例一或八基礎(chǔ)上，本裝置還包括光學(xué)延遲裝置16，用于對(duì)經(jīng)過(guò)光束分束裝置3產(chǎn)生的一路相干光的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得經(jīng)過(guò)光束分束裝置產(chǎn)生的兩束相干光相位一致，所述光學(xué)延遲裝置16包括第三反射鏡21、第四反射鏡22、直角棱鏡23，第三反射鏡21用于對(duì)經(jīng)過(guò)光束分束裝置3產(chǎn)生的一路相干光進(jìn)行90°偏轉(zhuǎn)；直角棱鏡23用于對(duì)經(jīng)過(guò)第三反射鏡21的相干光進(jìn)行180°的偏轉(zhuǎn)；第四反射鏡22用于對(duì)經(jīng)過(guò)直角棱鏡23的相干光進(jìn)行90°偏轉(zhuǎn)。實(shí)施例十在實(shí)施例一或九基礎(chǔ)上，當(dāng)光束分束裝置3是格蘭棱鏡或偏振分光棱鏡時(shí)，所述參考光調(diào)節(jié)裝置還包括第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14，用于調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)光束分束裝置產(chǎn)出的另一路相干光的偏振態(tài)，使得經(jīng)過(guò)第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14的一路相干光與經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置4的一路相干光具有相同的偏振態(tài)，所述第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14可以為半波片、偏振片、補(bǔ)償器或者法拉第旋光器。優(yōu)選實(shí)施例，如圖2所示，在實(shí)施例六基礎(chǔ)上，本裝置還包括偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2、第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15、光學(xué)延遲裝置16，其中如圖4所示所述光學(xué)延遲裝置。粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相方法三、粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相方法包括實(shí)施例一，粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相方法包括以下步驟步驟一同步控制裝置13檢測(cè)觀測(cè)區(qū)域9出現(xiàn)在觀測(cè)區(qū)域的時(shí)刻，并觸發(fā)信號(hào)給相干光產(chǎn)生裝置，發(fā)送控制信號(hào)給聲光偏轉(zhuǎn)器6 ；步驟二 相干光產(chǎn)生裝置檢測(cè)到同步控制裝置13的觸發(fā)信號(hào)，產(chǎn)生兩路相干光，其中一路相干光經(jīng)過(guò)物光調(diào)節(jié)裝置后形成帶有粒子場(chǎng)信息并照射于全息干板上的物光，另一路相干光經(jīng)過(guò)參考光調(diào)節(jié)裝置形成不同時(shí)刻角度連續(xù)變化的照射于全息干板上的參考光，物光與參考光在全息干板上形成干涉，進(jìn)行記錄曝光。實(shí)施例二，如圖3所示，粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相方法包括同步控制裝置13包括光電探測(cè)器17、數(shù)字延時(shí)裝置19、單片機(jī)18、聲光偏轉(zhuǎn)器電源20 ;所述相干光產(chǎn)生裝置包括激光器I、光束分束裝置3 ;物光調(diào)節(jié)裝置包括第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置4、第二反射鏡8 ;參考光調(diào)節(jié)裝置包括第一反射鏡5、聲光偏轉(zhuǎn)器6、第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置7、第一傳像裝置10，以下步驟具體步驟為步驟一通過(guò)同步控制裝置13中光電檢測(cè)器在粒子場(chǎng)進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域9之前檢測(cè)到粒子場(chǎng)的出現(xiàn)，并同時(shí)輸出探測(cè)信號(hào)給數(shù)字延時(shí)裝置19 ；步驟二 數(shù)字延時(shí)裝置19檢測(cè)到探測(cè)信號(hào)時(shí)，在設(shè)定的時(shí)間間隔后發(fā)送觸發(fā)信號(hào)給激光器I以及單片機(jī)18 ；步驟三單片機(jī)18檢測(cè)到數(shù)字延時(shí)裝置19發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)后，按照設(shè)定的時(shí)間間隔改變聲光偏轉(zhuǎn)器電源20的輸出驅(qū)動(dòng)電壓頻率,進(jìn)而控制聲光偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)角度；步驟四激光器I檢測(cè)到數(shù)字延時(shí)裝置19的觸發(fā)信號(hào)，產(chǎn)生激光脈沖；步驟五激光器I產(chǎn)生的激光脈沖經(jīng)過(guò)光束分束裝置3將其分成兩路相干光，其中一路相干光經(jīng)過(guò)物光調(diào)節(jié)裝置形成物光，其中首選需要采用光學(xué)延遲裝置16進(jìn)行位相的調(diào)節(jié)，在經(jīng)過(guò)第二反射鏡8將其調(diào)節(jié)至觀測(cè)區(qū)域9，此時(shí)當(dāng)粒子場(chǎng)進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域9時(shí)，同步控制裝置13的光電探測(cè)器能檢測(cè)到觀測(cè)區(qū)域9中粒子場(chǎng)出現(xiàn)的時(shí)刻，同時(shí)經(jīng)過(guò)第二反射鏡8反射的相干光記錄了粒子場(chǎng)信息后在全息干板12上形成了帶有粒子場(chǎng)信息的物光。 步驟六激光器I產(chǎn)生的激光脈沖經(jīng)過(guò)光束分束裝置3將其分成兩路相干光，其中另一路相干光經(jīng)過(guò)第一反射鏡5后再經(jīng)過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器6調(diào)節(jié)，由于光束偏轉(zhuǎn)裝置6在聲光偏轉(zhuǎn)器電源20不同頻率控制下，產(chǎn)生不同時(shí)刻不同角度偏轉(zhuǎn)的參考光，不同時(shí)刻不同角度偏轉(zhuǎn)的參考光照射于全息干板上，與之前形成的物光形成不同時(shí)刻不同圖樣的干涉條紋，即形成了粒子場(chǎng)不同時(shí)刻的多幅全息照片。實(shí)施例三，在實(shí)施例二基礎(chǔ)上，可通過(guò)第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2對(duì)激光器產(chǎn)生的激光脈沖進(jìn)行偏振態(tài)調(diào)節(jié)；實(shí)施例四，在實(shí)施例一或三基礎(chǔ)上，當(dāng)光束分束裝置3是格蘭棱鏡時(shí)，所述參考光調(diào)節(jié)裝置還包括第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14，用于調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)光束分束裝置產(chǎn)出的另一路相干光的偏振態(tài)，使得經(jīng)過(guò)第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14的一路相干光與經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置4的一路相干光具有相同的偏振態(tài)，所述第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14可以為半波片、偏振片、補(bǔ)償器或者法拉第旋光器。還可通過(guò)第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14進(jìn)行調(diào)節(jié)，第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置14用于對(duì)光束分束裝置3產(chǎn)生的另一路相干光偏振態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)；實(shí)施例五，在實(shí)施例一或四基礎(chǔ)上，還可通過(guò)第二傳像裝置11進(jìn)行調(diào)節(jié)，第二傳像裝置11放置于觀測(cè)區(qū)域9與全息干板之間，用于將經(jīng)過(guò)觀測(cè)區(qū)域9形成帶有觀測(cè)區(qū)域9中被觀測(cè)對(duì)象信息的物光傳遞到全息干板12，所述第二傳像裝置11與全息干板12的距離比所述第二傳像裝置11的后焦距長(zhǎng)5mm 30mm或短5mm 30mm。實(shí)施例六，在實(shí)施例一或五基礎(chǔ)上，還可通過(guò)第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2進(jìn)行調(diào)節(jié)，第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2是半波片、補(bǔ)償器、偏振片或者法拉第旋光器，用于調(diào)整激光器I產(chǎn)生脈沖信號(hào)的偏振態(tài)。實(shí)施例七，在實(shí)施例一或五基礎(chǔ)上，還可通過(guò)第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15進(jìn)行調(diào)節(jié)，第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15用于將激光器I發(fā)射的激光脈沖的光斑直徑進(jìn)行擴(kuò)大，降低相干光由于高能量對(duì)光束分束裝置3的損傷，擴(kuò)大范圍2 4倍。實(shí)施例八，在實(shí)施例一或五基礎(chǔ)上，還可通過(guò)光學(xué)延遲裝置16進(jìn)行調(diào)節(jié)，光學(xué)延遲裝置16用于對(duì)經(jīng)過(guò)光束分束裝置3產(chǎn)生的一路相干光的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得經(jīng)過(guò)光束分束裝置產(chǎn)生的兩束相干光相位一致，所述光學(xué)延遲裝置16包括第三反射鏡21，用于對(duì)經(jīng)過(guò)光束分束裝置3產(chǎn)生的一路相干光進(jìn)行90°偏轉(zhuǎn)；直角棱鏡23,用于對(duì)經(jīng)過(guò)第三反射鏡的相干光進(jìn)行180°偏轉(zhuǎn)；第四反射鏡22，用于對(duì)經(jīng)過(guò)直角棱鏡23的相干光進(jìn)行90°的偏轉(zhuǎn)。實(shí)施例九，在實(shí)施例一或二基礎(chǔ)上，通過(guò)第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置2、第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置15、光學(xué)延遲裝置16進(jìn)行調(diào)節(jié)。本說(shuō)明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
權(quán)利要求1.ー種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，其特征在于包括相干光產(chǎn)生裝置、物光調(diào)節(jié)裝置、參考光調(diào)節(jié)裝置、同步控制裝置、全息干板， 所述同步控制裝置分別與相干光產(chǎn)生裝置一端、參考光調(diào)節(jié)裝置第一端ロ電連接，所述相干光產(chǎn)生裝置另一端與物光調(diào)節(jié)裝置一端、參考光調(diào)節(jié)裝置另一端光連接，參考光調(diào)節(jié)裝置第三端ロ、物光調(diào)節(jié)裝置另一端在全息干板上形成干渉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，其特征在于所述相干光產(chǎn)生裝置包括激光器、光束分束裝置，所述激光器一端與同步控制裝置電連接，激光器另一端與光束分束裝置一端光連接，光束分束裝置另一端分別與物光調(diào)節(jié)裝置一端、參考光調(diào)節(jié)裝置第二端ロ光連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，其特征在于所述物光調(diào)節(jié)裝置包括第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置、第二反射鏡，所述第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置一端與光束分束裝置光連接，第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置另一端輸出光信號(hào)經(jīng)過(guò)第二反射鏡在全息干板上形成物光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，其特征在于所述物光調(diào)節(jié)裝置還包括第二傳像裝置，所述第二傳像裝置放置于觀測(cè)區(qū)域與全息干板之間，第二傳像裝置包括第三透鏡、第四透鏡兩個(gè)透鏡，所述第三透鏡、第四透鏡的焦距相等，所述第二傳像裝置與全息干板的距離比所述第二傳像裝置的后焦距長(zhǎng)5mm 30mm或短5mm 30mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，其特征在于所述參考光調(diào)節(jié)裝置包括第一反射鏡、聲光偏轉(zhuǎn)器、第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置、第一傳像裝置，所述光束分束裝置通過(guò)第一反射鏡與聲光偏轉(zhuǎn)器第二端光連接，所述聲光偏轉(zhuǎn)器第一端與同步控制裝置電連接，所述聲光偏轉(zhuǎn)器第三端通過(guò)第二擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置、第一傳像裝置在全息干板形成參考光，其中第一傳像裝置包括第一透鏡、第二透鏡兩個(gè)透鏡，所述第一透鏡、第二透鏡的焦距相等，第一傳像裝置距離全息干板的距離等于傳像裝置的后焦距；參考光不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)與物光的夾角為10° 30°，物光與光致聚合物全息干板法線的夾角為10° 30°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，其特征在于所述同步控制裝置包括光電探測(cè)器、數(shù)字延時(shí)裝置、單片機(jī)、聲光偏轉(zhuǎn)器電源，所述光電探測(cè)器輸入端探測(cè)粒子場(chǎng)進(jìn)入觀測(cè)區(qū)域的時(shí)刻，所述光電調(diào)節(jié)裝置輸出端與數(shù)字延時(shí)裝置輸入端電連接，所述數(shù)字延時(shí)裝置ー輸出端與激光器輸入端電連接，所述數(shù)字延時(shí)裝置另ー輸出端與單片機(jī)輸入端電連接，單片機(jī)輸出端與聲光偏轉(zhuǎn)器電源輸入端電連接，聲光偏轉(zhuǎn)器電源輸出端與聲光偏轉(zhuǎn)器電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6之一所述的ー種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，其特征在于還包括第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置，所述激光器另一端通過(guò)第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置與光束分束裝置光連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ー種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，其特征在于還包括第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置，所述第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置放置于第三擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置與光束分束裝置之間，所述第一偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置是半波片、補(bǔ)償器、偏振片或者法拉第旋光器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ー種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，其特征在于還包括至少ー個(gè)光學(xué)延遲裝置，所述光束分束裝置通過(guò)光學(xué)延遲裝置與第一擴(kuò)束準(zhǔn)直裝置連接，所述光學(xué)延遲裝置包括第三反射鏡、直角棱鏡、第四反射鏡，所述光束分束裝置另一端與第三反射鏡、直角棱鏡、第四反射鏡依次光連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或3之一所述的ー種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置，其特征在于當(dāng)光束分束裝置是格蘭棱鏡吋，所述參考光調(diào)節(jié)裝置還包括第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置，所述第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置放置于光束分束裝置與第一反射鏡之間，所述第二偏振態(tài)調(diào)節(jié)裝置包括半波片、偏振片、補(bǔ)償器或者法拉第旋光器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及全息照相領(lǐng)域，尤其是涉及一種粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中粒子場(chǎng)瞬態(tài)全息照相無(wú)法進(jìn)行多幅連續(xù)照相，提出一種基于光致聚合物的粒子場(chǎng)瞬態(tài)多幅全息照相裝置。本裝置包括相干光產(chǎn)生裝置、物光調(diào)節(jié)裝置、參考光調(diào)節(jié)裝置、同步控制裝置、全息干板等，同步控制裝置檢測(cè)粒子場(chǎng)并發(fā)送信號(hào)給相干光產(chǎn)生裝置和光束偏轉(zhuǎn)裝置，然后相干光產(chǎn)生裝置根據(jù)信號(hào)，產(chǎn)生兩路相干光，一路相干光經(jīng)過(guò)物光調(diào)節(jié)裝置后形成帶有粒子場(chǎng)信息物光，另一路相干光經(jīng)過(guò)參考光調(diào)節(jié)裝置形成參考光，物光與參考光在全息干板形成干涉條紋，由光致聚合物全息干板進(jìn)行記錄。本實(shí)用新型應(yīng)用于全息照相領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G03H1/10GK202814870SQ201220335880
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者李澤仁, 趙宇, 李作友, 羅振雄, 劉振清, 蒙建華, 李軍, 葉雁, 朱鵬飛, 魏明賓 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所