1.一種光學(xué)元件激光損傷一體化超快診斷裝置,其特征在于該裝置包括納秒激光光源(101)、飛秒激光光源(102)、第一全反鏡(201)、第二全反鏡(202)、第三全反鏡(203)、第四全反鏡(204)、第五全反鏡(205)、第六全反鏡(206)、第七全反鏡(207)、第八全反鏡(208)、第九全反鏡(209)、第十全反鏡(2010)、第十一全反鏡(2011)、第十二全反鏡(2012)、第十三全反鏡(2013)、第十四全反鏡(2014)、第十五全反鏡(2015)、第一分光棱鏡(301)、第二分光棱鏡(302)、第三分光棱鏡(303)、第四分光棱鏡(304)、偏振分光棱鏡(4)、第一連續(xù)可調(diào)衰減器(501)、第二連續(xù)可調(diào)衰減器(502)、第三連續(xù)可調(diào)衰減器(503)、第四連續(xù)可調(diào)衰減器(504)、第一干涉濾光片(601)、第二干涉濾光片(602)、第三干涉濾光片(603)、第四干涉濾光片(604)、第一透鏡(701)、第二透鏡(702)、第三透鏡(703)、第一機(jī)械開關(guān)(801)、第二機(jī)械開關(guān)(802)、第三機(jī)械開關(guān)(803)、第一四分之一波片(901)、第二四分之一波片(902)、檢偏器(10)、BBO倍頻晶體(11)、光楔(12)、第一CCD相機(jī)(1301)、第二CCD相機(jī)(1302)、第三CCD相機(jī)(1303)、第四CCD相機(jī)(1304)、第一多通道數(shù)字延遲和脈沖時序發(fā)生器(1401)、第二多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1402)、光電探測器(15)、能量計(16)、示波器(17)、待測樣物體(18)、計算機(jī)及控制處理系統(tǒng)(19),上述部件的位置關(guān)系如下:
所述的納秒激光光源(101)出射的納秒激光經(jīng)光楔(12)和第一透鏡(701)聚焦在待測樣物體(18)的表面,探測激光從所述的飛秒激光光源(102)出射后首先經(jīng)BBO倍頻晶體(11)倍頻后,經(jīng)第二透鏡(702)和第三透鏡(703)擴(kuò)束,再經(jīng)第一分光棱鏡(301)分為透射的A光束和反射的B光束;
所述的透射的A光束經(jīng)第一全反射鏡(201)、第二全反射鏡(202)、第三全反射鏡(203)和第四全反射鏡(204),然后經(jīng)第一四分之一波片(901)和待測樣物體(18)后攜帶有待測物體的信息,再經(jīng)過第一機(jī)械開關(guān)(801)和偏振分光棱鏡(4)分為透射的A1光束和反射的A2光束;
所述的透射的A1光束經(jīng)第一連續(xù)可調(diào)衰減器(501)和第一干涉濾光片(601)進(jìn)入第一CCD相機(jī)(1301);
所述的反射的A2光束經(jīng)第二四分之一波片(902)、檢偏器(10)、第二連續(xù)可調(diào)衰減器(502)和第二干涉濾光片(602)進(jìn)入第二CCD相機(jī)(1302);
所述的反射的B光束經(jīng)第五全反射鏡(205)和第二分光棱鏡(302)后分為透射的B1和反射的B2光束;
所述的透射的B1光束經(jīng)第六全反射鏡(206)、第七全反射鏡(207)、第八全反射鏡(208)、第九全反射鏡(206)和第十全反鏡(2010)后經(jīng)待測樣物體(18)透射后,再經(jīng)第三分光棱鏡(303)后再次分為反射的B11光束和透射的B12光束;
所述的反射的B11光束經(jīng)第二機(jī)械開關(guān)(802)、第三連續(xù)可調(diào)衰減器(503)和第三干涉濾光片(603)進(jìn)入第三CCD相機(jī)(1303);
所述的反射的B2光束經(jīng)第十一全反射鏡(2011)、第十二全反射鏡(2012)、第十三反射鏡(2013)、第十四反射鏡(2014)、第十五反射鏡(2015)后,再經(jīng)第四分光棱鏡(304)反射;所述的透射的B12光束經(jīng)第四分光棱鏡(304)透射后與經(jīng)第四分光棱鏡(304)反射的B2光束一起經(jīng)過第三機(jī)械開關(guān)(803)、第四連續(xù)可調(diào)衰減器(504)和第四干涉濾光片(604)進(jìn)入第四CCD相機(jī)(1304);
所述的第一CCD相機(jī)(1301)、第二CCD相機(jī)(1302)、第三CCD相機(jī)(1303)和第四CCD相機(jī)(1304)的輸出端與所述的計算機(jī)及控制處理系統(tǒng)(19)的輸入端相連;
所述的第一CCD相機(jī)(1301)、第二CCD相機(jī)(1302)、第三CCD相機(jī)(1303)、第四CCD相機(jī)(1304)、第一機(jī)械開關(guān)(801)、第二機(jī)械開關(guān)(802)和第三機(jī)械開關(guān)(803)的控制端與所述的第二多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1402)輸出端相連;
所述的納秒激光光源(101)的控制端和飛秒激光光源(102)的控制端與所述的第一多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1401)的輸出端相連;
所述的第一多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1401)的輸出端與所述的第二多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1402)的控制端相連;
所述的第一多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1401)的控制端與所述的計算機(jī)及控制處理系統(tǒng)(19)的輸出端相連;
所述的光電探測器(15)的輸出端與所述的示波器(17)的輸入端相連;
所述的納秒激光光源(101)出射的激光經(jīng)過所述的光楔(12)的反射部分激光由所述的能量計(16)探測;
所述的透射的A光束經(jīng)待測樣物體(18),再經(jīng)所述的第一機(jī)械開關(guān)(801)和偏振分光棱鏡(4)后,形成的透射的A1光束攜帶激光輻照待測樣物體(18)正面方向上的損傷形貌及表面裂紋信息,簡稱為正面信息,該正面信息經(jīng)所述的第一連續(xù)可調(diào)衰減器(501)和第一干涉濾光片(601)后,由所述的第一CCD相機(jī)(1301)探測;
所述的透射的A光束經(jīng)第一四分之一波片(901)、待測樣物體(18)、第一機(jī)械開關(guān)(801)、偏振分光棱鏡(4)、第二四分之一波片(902)和檢偏器(10)組成光彈記錄裝置,形成反射的A2光束,攜帶有激光輻照待測樣物體(18)損傷后形成的應(yīng)力分布信息,該應(yīng)力信息經(jīng)過所述的第二連續(xù)可調(diào)衰減器(502)和第二干涉濾光片(602)后,由所述的第二CCD相機(jī)(1302)探測;
所述的透射的B1光束經(jīng)待測樣物體(18)和第三分光棱鏡(303)后形成的反射的B11光束攜帶激光輻照待測樣物體(18)時在體內(nèi)及空氣中傳播的沖擊波、濺射物質(zhì)以及體內(nèi)裂紋形貌及分布信息,再經(jīng)過所述的第二機(jī)械開關(guān)(802)、第三連續(xù)可調(diào)衰減器(503)和第三干涉濾光片(603)后,由所述的第三CCD相機(jī)(1303)探測;
所述的第二分光棱鏡(302)、第六全反鏡(206)、第七全反鏡(207)、第八全反鏡(208)、第九全反鏡(209)、第十全反鏡(2010)、第十一全反鏡(2011)、第十二全反鏡(2012)、第十三全反鏡(2013)、第十四全反鏡(2014)、第十五全反鏡(2015)、第三分光棱鏡(303)和第四分光棱鏡(304)組成馬赫-澤德干涉記錄裝置,所述的透射的B12光束攜帶激光輻照待測樣物體(18)時沖擊波的振幅和相位信息,與所述的反射的B2光束同軸經(jīng)過所述的第四分光棱鏡(304)獲得沖擊波的振幅和相位的全息信息;該全息信息經(jīng)所述的第三機(jī)械開關(guān)(803)、第四連續(xù)可調(diào)衰減器(504)和第四干涉濾光片(604)后,由所述的第四CCD相機(jī)(1304)探測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件激光損傷一體化超快診斷裝置,其特征在于所述的納秒激光光源(101)是一臺脈寬為7ns,輸出脈沖能量大于800mJ,可輸出1064nm、532nm、355nm和266nm,能量穩(wěn)定性小于0.7%,頻率為10Hz,可輸出單脈沖的固體激光器,所述飛秒激光光源(102)是一臺飛秒激光器,輸出功率大于400mW,中心波長為800nm,脈寬為37fs,重復(fù)頻率為1KHz,可輸出單脈沖的鈦寶石激光振蕩系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件激光損傷一體化超快診斷裝置,其特征在于所述的第一全反鏡(201)、第二全反鏡(202)、第三全反鏡(203)、第四全反鏡(204)、第五全反鏡(205)、第六全反鏡(206)、第七全反鏡(207)、第八全反鏡(208)、第九全反鏡(209)、第十全反鏡(2010)、第十一全反鏡(2011)、第十二全反鏡(2012)、第十三全反鏡(2013)、第十四全反鏡(2014)、第十五全反鏡(2015)均為鍍介質(zhì)膜的全反射鏡,所述的第一全反鏡(201)、第二全反鏡(202)、第三全反鏡(203)和第四全反鏡(204)組成第一束延遲裝置,所述的第六全反鏡(206)、第七全反鏡(207)、第八全反鏡(208)和第九全反鏡(209)組成第二束延遲裝置,所述的第十一全反鏡(2011)、第十二全反鏡(2012)、第十三全反鏡(2013)和第十四全反鏡(2014)組成第三延遲裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件激光損傷一體化超快診斷裝置,其特征在于所述的第一分光棱鏡(301)、第二分光棱鏡(302)、第三分光棱鏡(303)均為寬光譜介質(zhì)膜的分光棱鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件激光損傷一體化超快診斷裝置,其特征在于所述的第一連續(xù)可調(diào)衰減器(501)、第二連續(xù)可調(diào)衰減器(502)、第三連續(xù)可調(diào)衰減器(503)和第四連續(xù)可調(diào)衰減器(504)的連續(xù)可調(diào)的衰減率范圍為0%~100%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件激光損傷一體化超快診斷裝置,其特征在于所述的第一干涉濾光片(601)、第二干涉濾光片(602)、第三干涉濾光片(603)和第四干涉濾光片(604)均為鍍介質(zhì)膜的窄帶通濾光片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件激光損傷一體化超快診斷裝置,其特征在于所述的第一CCD相機(jī)(1301)、第二CCD相機(jī)(1302)、第三CCD相機(jī)(1303)和第四CCD相機(jī)(1304)均為在200nm~1200nm范圍具有靈敏光譜響應(yīng)的具有外控觸發(fā)功能的CCD探測器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件激光損傷一體化超快診斷裝置,其特征在于所述的第一多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1401)控制納秒激光光源(101)和飛秒激光光源(102)出射激光之間的時間延遲,所述的第二多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1402)控制所述的第一CCD相機(jī)(1301)、第二CCD相機(jī)(1302)、第三CCD相機(jī)(1303)、第四CCD相機(jī)(1304)、第一機(jī)械開關(guān)(801)、第二機(jī)械開關(guān)(802)和第三機(jī)械開關(guān)(803)的觸發(fā)時間同步和開關(guān)開啟時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件激光損傷一體化超快診斷裝置,其特征在于所述的第一多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1401)的初始觸發(fā)信號由所述的計算機(jī)及控制處理系統(tǒng)(19)產(chǎn)生并輸入,所述的第二多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1402)的初始觸發(fā)信號由所述的第一多通道數(shù)字延遲與脈沖時序發(fā)生器(1401)產(chǎn)生并輸入。