一種用于陰影成像照明的激光光纖勻化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于脈沖激光照明成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于陰影成像照明的激光光纖勻化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]激光在軍事上應(yīng)用廣泛，在激光測(cè)距、制導(dǎo)、雷達(dá)、通訊、模擬射擊訓(xùn)練等數(shù)百種型號(hào)的軍用激光器材已在數(shù)十個(gè)國(guó)家的陸、海、空軍中使用。同時(shí)，由于脈沖激光器的超短閃光時(shí)間，使脈沖激光在超高速瞬態(tài)成像等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用也日漸廣泛。
[0003]由于實(shí)際運(yùn)行的脈沖激光器大多工作在大能流密度下，受到諸如激活介質(zhì)不均勻、增益飽和等效應(yīng)的影響，輸出光束易發(fā)生畸變，造成激光場(chǎng)能量分布不均勻，而在實(shí)際應(yīng)用中往往需要均勻光斑照射等。近些年隨著光纖耦合技術(shù)的不斷發(fā)展，使光纖耦合脈沖激光器成為一種新型的脈沖激光照明光源，而且通過(guò)光纖耦合后的激光束均勻性也得到了很大提高。但由于光纖耦合后的激光光斑還存在肉眼觀察不到的明暗變化，當(dāng)使用CCD或者CMOS成像時(shí)，這種明暗變化反映到每個(gè)像素時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)明顯的不均勻性。由于目前測(cè)量試驗(yàn)中，已廣泛使用CCD或者CMOS作為圖像采集介質(zhì)，所以在使用脈沖激光光源作為照明光源，CCD或CMOS作為圖像采集介質(zhì)時(shí)，光纖耦合后的光束均勻性還不能滿足其成像清晰度的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種用于陰影成像照明的激光光纖勻化裝置，當(dāng)利用脈沖激光光源照明成像時(shí)，可以獲得背景均勻的數(shù)字相機(jī)成像光斑。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種用于陰影成像照明的激光光纖勻化裝置包括:依次連接的光纖耦合器、高能量閾值光纖、光纖勻化腔體、會(huì)聚透鏡以及毛玻璃相位器；當(dāng)脈沖激光光源發(fā)射出脈沖光束，通過(guò)光纖耦合器對(duì)脈沖光束進(jìn)行會(huì)聚約束后入射至高能量閾值光纖纖芯中傳輸，從高能量閾值光纖出射的激光束入射至光纖勻化腔體中，再經(jīng)過(guò)會(huì)聚透鏡最后光束透過(guò)毛玻璃相位器進(jìn)入陰影成像系統(tǒng)中進(jìn)行照明勻化成像。
[0007]當(dāng)脈沖激光光源發(fā)射出脈沖光束，通過(guò)光纖耦合器將脈沖激光光源發(fā)射的激光束耦合至高能量脈沖閾值光纖中；高能量脈沖閾值光纖可以對(duì)脈沖光束進(jìn)行導(dǎo)向，靈活布置光路，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；勻化腔體將光纖出射的光束進(jìn)行勻化處理；會(huì)聚透鏡將勻化后的準(zhǔn)直光束進(jìn)行會(huì)聚約束發(fā)散角；毛玻璃相位器對(duì)整形后的光束再次勻化，最后將完全勻化的脈沖激光束入射至陰影成像系統(tǒng)中進(jìn)行照明勻化成像，可以獲得背景均勻的數(shù)字相機(jī)成像光斑。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是用于陰影成像照明的高能量激光光纖勻化裝置布置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明提供一種用于陰影成像照明的激光光纖勻化裝置包括:光纖耦合器2、高能量閾值光纖3、光纖勾化腔體4、會(huì)聚透鏡5以及毛玻璃相位器6。
[0010]光纖耦合器2，用于耦合脈沖激光束至高能量閾值光纖3纖芯中，光纖耦合器2分別與所述的脈沖激光光源I和高能量閾值光纖3連接；
[0011]高能量閾值光纖3，用于對(duì)激光束傳輸，高能量閾值光纖3分別與所述的光纖耦合器2連接；
[0012]光纖勻化腔體4，用于對(duì)激光束進(jìn)行勻化，光纖勻化腔4是圓柱形的空腔，腔體內(nèi)徑Φ5πιπι-Φ10πιπι，腔體長(zhǎng)度40mm-50mm，內(nèi)表面鍍強(qiáng)激光金屬反射膜，如鋁、金、銀。反射的激光波長(zhǎng)為532nm，反射率92%，當(dāng)發(fā)散的光束進(jìn)入腔體內(nèi)表面進(jìn)行反射時(shí)，通過(guò)一定距離的來(lái)回反射后，使入射光束的能量均勻分布后出射，光纖勻化腔體分別與所述的高能量閾值光纖3和會(huì)聚透鏡4連接；
[0013]會(huì)聚透鏡5，用于會(huì)聚光纖勻化腔體4出射的發(fā)散激光束，會(huì)聚后的發(fā)散角為10° -40°，會(huì)聚透鏡5分別與所述的光纖勻化腔體4和毛玻璃相位器6連接；
[0014]毛玻璃相位器6，用于對(duì)激光束進(jìn)行再次勻化，以滿足激光光源作為照明光，CXD或CMOS作為圖像采集介質(zhì)時(shí)均勻成像的要求，毛玻璃相位器6包含兩塊重疊毛玻璃，一塊毛玻璃粗糙度為80，另一塊粗糙度為240，由于光束通過(guò)毛玻璃后，光束出射發(fā)散角度隨機(jī)變化的，使入射光束的能量進(jìn)一步均勻分布，以達(dá)到勻化效果。如果需要更好的勻化，可增加毛玻璃的數(shù)量。毛玻璃相位器6分別與所述的會(huì)聚透鏡5連接和陰影成像系統(tǒng)連接。
[0015]當(dāng)脈沖激光光源I發(fā)射出脈沖光束，通過(guò)光纖耦合器2對(duì)脈沖光束進(jìn)行會(huì)聚約束后入射至高能量閾值光纖3纖芯中傳輸，從光纖出射的激光束入射至勻化腔體4中，再經(jīng)過(guò)會(huì)聚透鏡5最后光束透過(guò)毛玻璃相位器6進(jìn)入陰影成像系統(tǒng)中進(jìn)行照明勻化成像。
[0016]說(shuō)明書(shū)中描述的只是該發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域內(nèi)熟練的技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于陰影成像照明的激光光纖勻化裝置，其特征在于，包括:依次連接的光纖耦合器(2)、高能量閾值光纖(3)、光纖勻化腔體(4)、會(huì)聚透鏡(5)以及毛玻璃相位器(6);當(dāng)脈沖激光光源(I)發(fā)射出脈沖光束，通過(guò)光纖耦合器(2)對(duì)脈沖光束進(jìn)行會(huì)聚約束后入射至高能量閾值光纖(3)纖芯中傳輸，從高能量閾值光纖(3)出射的激光束入射至光纖勻化腔體(4)中，再經(jīng)過(guò)會(huì)聚透鏡(5)最后光束透過(guò)毛玻璃相位器(6)進(jìn)入陰影成像系統(tǒng)中進(jìn)行照明勻化成像。
2.如權(quán)利要求1所述一種用于陰影成像照明的激光光纖勻化裝置，其特征在于，光纖勾化腔(4)是圓柱形空腔，光纖勾化腔體(4)的腔體內(nèi)徑5mm-10mm，腔體長(zhǎng)度40mm-50mm，內(nèi)表面鍍強(qiáng)激光金屬反射膜。
3.如權(quán)利要求1或2所述一種用于陰影成像照明的激光光纖勻化裝置，其特征在于，毛玻璃相位器(6)包含兩塊重疊毛玻璃，一塊毛玻璃粗糙度為80，另一塊粗糙度為240。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用于陰影成像照明的激光光纖勻化裝置，包括：依次連接的光纖耦合器、高能量閾值光纖、光纖勻化腔體、會(huì)聚透鏡以及毛玻璃相位器；當(dāng)脈沖激光光源發(fā)射出脈沖光束，通過(guò)光纖耦合器對(duì)脈沖光束進(jìn)行會(huì)聚約束后入射至高能量閾值光纖纖芯中傳輸，從光纖出射的激光束入射至勻化腔體中，最后光束透過(guò)毛玻璃相位器進(jìn)入陰影成像系統(tǒng)中進(jìn)行照明勻化成像。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，當(dāng)利用脈沖激光光源照明成像時(shí)，可以獲得背景均勻的數(shù)字相機(jī)成像光斑。
【IPC分類】G02B6-42, G02B27-09
【公開(kāi)號(hào)】CN104730716
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410398554
【發(fā)明人】宋強(qiáng), 黃潔, 李毅, 王宗浩, 柯發(fā)偉, 柳森
【申請(qǐng)人】中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心超高速空氣動(dòng)力研究所
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年8月8日