一种用于阴影成像照明的激光光纤匀化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于脉冲激光照明成像技术领域，尤其涉及一种用于阴影成像照明的激光光纤匀化装置。
【背景技术】
[0002]激光在军事上应用广泛，在激光测距、制导、雷达、通讯、模拟射击训练等数百种型号的军用激光器材已在数十个国家的陆、海、空军中使用。同时，由于脉冲激光器的超短闪光时间，使脉冲激光在超高速瞬态成像等诸多领域的应用也日渐广泛。
[0003]由于实际运行的脉冲激光器大多工作在大能流密度下，受到诸如激活介质不均匀、增益饱和等效应的影响，输出光束易发生畸变，造成激光场能量分布不均匀，而在实际应用中往往需要均匀光斑照射等。近些年随着光纤耦合技术的不断发展，使光纤耦合脉冲激光器成为一种新型的脉冲激光照明光源，而且通过光纤耦合后的激光束均匀性也得到了很大提高。但由于光纤耦合后的激光光斑还存在肉眼观察不到的明暗变化，当使用CCD或者CMOS成像时，这种明暗变化反映到每个像素时，就会出现明显的不均匀性。由于目前测量试验中，已广泛使用CCD或者CMOS作为图像采集介质，所以在使用脉冲激光光源作为照明光源，CCD或CMOS作为图像采集介质时，光纤耦合后的光束均匀性还不能满足其成像清晰度的要求。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，提供一种用于阴影成像照明的激光光纤匀化装置，当利用脉冲激光光源照明成像时，可以获得背景均匀的数字相机成像光斑。
[0005]为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案:
[0006]一种用于阴影成像照明的激光光纤匀化装置包括:依次连接的光纤耦合器、高能量阈值光纤、光纤匀化腔体、会聚透镜以及毛玻璃相位器；当脉冲激光光源发射出脉冲光束，通过光纤耦合器对脉冲光束进行会聚约束后入射至高能量阈值光纤纤芯中传输，从高能量阈值光纤出射的激光束入射至光纤匀化腔体中，再经过会聚透镜最后光束透过毛玻璃相位器进入阴影成像系统中进行照明匀化成像。
[0007]当脉冲激光光源发射出脉冲光束，通过光纤耦合器将脉冲激光光源发射的激光束耦合至高能量脉冲阈值光纤中；高能量脉冲阈值光纤可以对脉冲光束进行导向，灵活布置光路，且结构稳定；匀化腔体将光纤出射的光束进行匀化处理；会聚透镜将匀化后的准直光束进行会聚约束发散角；毛玻璃相位器对整形后的光束再次匀化，最后将完全匀化的脉冲激光束入射至阴影成像系统中进行照明匀化成像，可以获得背景均匀的数字相机成像光斑。
【附图说明】
[0008]图1是用于阴影成像照明的高能量激光光纤匀化装置布置图。
【具体实施方式】
[0009]本发明提供一种用于阴影成像照明的激光光纤匀化装置包括:光纤耦合器2、高能量阈值光纤3、光纤勾化腔体4、会聚透镜5以及毛玻璃相位器6。
[0010]光纤耦合器2，用于耦合脉冲激光束至高能量阈值光纤3纤芯中，光纤耦合器2分别与所述的脉冲激光光源I和高能量阈值光纤3连接；
[0011]高能量阈值光纤3，用于对激光束传输，高能量阈值光纤3分别与所述的光纤耦合器2连接；
[0012]光纤匀化腔体4，用于对激光束进行匀化，光纤匀化腔4是圆柱形的空腔，腔体内径Φ5πιπι-Φ10πιπι，腔体长度40mm-50mm，内表面镀强激光金属反射膜，如铝、金、银。反射的激光波长为532nm，反射率92%，当发散的光束进入腔体内表面进行反射时，通过一定距离的来回反射后，使入射光束的能量均匀分布后出射，光纤匀化腔体分别与所述的高能量阈值光纤3和会聚透镜4连接；
[0013]会聚透镜5，用于会聚光纤匀化腔体4出射的发散激光束，会聚后的发散角为10° -40°，会聚透镜5分别与所述的光纤匀化腔体4和毛玻璃相位器6连接；
[0014]毛玻璃相位器6，用于对激光束进行再次匀化，以满足激光光源作为照明光，CXD或CMOS作为图像采集介质时均匀成像的要求，毛玻璃相位器6包含两块重叠毛玻璃，一块毛玻璃粗糙度为80，另一块粗糙度为240，由于光束通过毛玻璃后，光束出射发散角度随机变化的，使入射光束的能量进一步均匀分布，以达到匀化效果。如果需要更好的匀化，可增加毛玻璃的数量。毛玻璃相位器6分别与所述的会聚透镜5连接和阴影成像系统连接。
[0015]当脉冲激光光源I发射出脉冲光束，通过光纤耦合器2对脉冲光束进行会聚约束后入射至高能量阈值光纤3纤芯中传输，从光纤出射的激光束入射至匀化腔体4中，再经过会聚透镜5最后光束透过毛玻璃相位器6进入阴影成像系统中进行照明匀化成像。
[0016]说明书中描述的只是该发明的【具体实施方式】。虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域内熟练的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
【主权项】
1.一种用于阴影成像照明的激光光纤匀化装置，其特征在于，包括:依次连接的光纤耦合器(2)、高能量阈值光纤(3)、光纤匀化腔体(4)、会聚透镜(5)以及毛玻璃相位器(6);当脉冲激光光源(I)发射出脉冲光束，通过光纤耦合器(2)对脉冲光束进行会聚约束后入射至高能量阈值光纤(3)纤芯中传输，从高能量阈值光纤(3)出射的激光束入射至光纤匀化腔体(4)中，再经过会聚透镜(5)最后光束透过毛玻璃相位器(6)进入阴影成像系统中进行照明匀化成像。
2.如权利要求1所述一种用于阴影成像照明的激光光纤匀化装置，其特征在于，光纤勾化腔(4)是圆柱形空腔，光纤勾化腔体(4)的腔体内径5mm-10mm，腔体长度40mm-50mm，内表面镀强激光金属反射膜。
3.如权利要求1或2所述一种用于阴影成像照明的激光光纤匀化装置，其特征在于，毛玻璃相位器(6)包含两块重叠毛玻璃，一块毛玻璃粗糙度为80，另一块粗糙度为240。
【专利摘要】本发明公开一种用于阴影成像照明的激光光纤匀化装置，包括：依次连接的光纤耦合器、高能量阈值光纤、光纤匀化腔体、会聚透镜以及毛玻璃相位器；当脉冲激光光源发射出脉冲光束，通过光纤耦合器对脉冲光束进行会聚约束后入射至高能量阈值光纤纤芯中传输，从光纤出射的激光束入射至匀化腔体中，最后光束透过毛玻璃相位器进入阴影成像系统中进行照明匀化成像。采用本发明的技术方案，当利用脉冲激光光源照明成像时，可以获得背景均匀的数字相机成像光斑。
【IPC分类】G02B6-42, G02B27-09
【公开号】CN104730716
【申请号】CN201410398554
【发明人】宋强, 黄洁, 李毅, 王宗浩, 柯发伟, 柳森
【申请人】中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年8月8日