一种宽速度域成像型多普勒速度仪.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112147629A(43)申请公布日2020.12.29(21)申请号202011032529.3(22)申请日2020.09.27(71)申请人中国工程物理研究院激光聚变研究中心地址621900四川省绵阳市游仙区绵山路64号(72)发明人理玉龙刘永刚关赞洋王峰彭晓世徐涛魏惠月刘祥明任宽刘欣城(74)专利代理机构重庆为信知识产权代理事务所(普通合伙)50216代理人蔡冬彦(51)Int.Cl.G01S17/58(2006.01)G01P3/36(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种宽速度域成像型多普勒速度仪(57)摘要本发明公开了一种宽速度域成像型多普勒速度仪，包括探针光模块、收光成像模块、前置干涉模块、后置低速干涉模块、后置高速干涉模块和记录模块。采用以上技术方案的一种宽速度域成像型多普勒速度仪，通过设计不等臂的前置干涉模块、后置低速干涉模块以及后置高速干涉模块，结合偏振探针光和选偏功能，能够在单一发次中实现从低速到高速过程的高精度诊断，填补了测速领域中，针对低速及高速过程同时测量的空白，在高能量密度物理、天体物理以及激光惯性约束聚变等领域中具有重要的科研及经济价值。CN112147629ACN112147629A权利要求书1/2页1.一种宽速度域成像型多普勒速度仪，其特征在于：至少包括探针光模块、收光成像模块、前置干涉模块、后置低速干涉模块、后置高速干涉模块和记录模块，其中，所述收光成像模块包括第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第八分束镜BS8，所述记录模块包括第一光学条纹相机C1和第二光学条纹相机C2，在所述探针光模块和前置干涉模块之间设置有第一偏振片P1，在所述后置低速干涉模块与第一透镜L1之间设置有偏振方向与第一偏振片P1垂直的第二偏振片P2，在所述第三透镜L3与后置高速干涉模块之间设置有偏振方向与第一偏振片P1相同的第三偏振片P3，在所述前置干涉模块光程更短的一条光路中设置有第一半波片HWP1，在所述后置低速干涉模块光程更短的一条光路中设置有第二半波片HWP2，所述第一半波片HWP1和第二半波片HWP2均能够将脉冲信号的偏振方向旋转90°；探针光模块发出的单个脉冲信号经第一偏振片P1选偏后进入前置干涉模块，并由前置干涉模块分为偏振方向相反的两个脉冲信号，两个脉冲信号一前一后经第三透镜L3成像至样品A表面，由样品A表面先后反射回的两个脉冲信号均由第八分束镜BS8分为两束，其中一束的两个脉冲信号依次经后置低速干涉模块、第二偏振片P2和第一透镜L1成像至第一光学条纹相机C1上，另外一束的两个脉冲信号经第三偏振片P3选偏后剩下一个脉冲信号，该脉冲信号依次经后置高速干涉模块和第二透镜L2成像至第二光学条纹相机C2上。2.根据权利要求1所述的宽速度域成像型多普勒速度仪，其特征在于：还包括同步机F，所述探针光模块包括脉冲探针光源发生器D，所述同步机F用于控制脉冲探针光源发生器D发出探针激光、驱动激光发生器B发出照射样品A主激光以及第一光学条纹相机C1和第二光学条纹相机C2启动记录的时序关系。3.根据权利要求1所述的宽速度域成像型多普勒速度仪，其特征在于：所述前置干涉模块包括第一反射镜M1、第二反射镜M2、第一分束镜BS1和第二分束镜BS2，经第一偏振片P1引入的单个脉冲信号经第二分束镜BS2一分为二，第二分束镜BS2透射出的一个脉冲信号依次经第二反射镜M2和第一分束镜BS1反射后射向第三透镜L3，第二分束镜BS2反射出的另一个脉冲信号先经括第一反射镜M1反射、再经第一分束镜BS1透射后射向第三透镜L3，两个脉冲信号在前置干涉模块中的光程差大于脉冲信号的脉宽，光程更短的一个脉冲信号由第一半波片HWP1将其偏振方向旋转90°。4.根据权利要求3所述的宽速度域成像型多普勒速度仪，其特征在于：所述第一半波片HWP1设置在第二反射镜M2和第二分束镜BS2之间。5.根据权利要求1所述的宽速度域成像型多普勒速度仪，其特征在于：所述后置低速干涉模块包括第三反射镜M3、第四反射镜M4、第三分束镜BS3和第四分束镜BS4，由第八分束镜BS8引入的一前一后两个脉冲信号经第三分束镜BS3分为两组，从第三分束镜BS3透射出的一组脉冲信号依次经第三反射镜M3和第四分束镜BS4反射后射向第二偏振片P2，从第三分束镜BS3反射出的另一组脉冲信号先经第四反射镜M4反射、再经第四分束镜BS4透射后射向第二偏振片P2，两组脉冲信号在后置低速干涉模块中的光程差大于脉冲信号的脉宽，且先从后置低速干涉模块出射的一组脉冲信号中的靠后一个脉冲信号与后从后置低速干涉模块出射的一组脉冲信号中的靠前一个脉冲信号产生干涉，光程更短的一组脉冲信号由第二半波片HWP2将