【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及條紋相機標(biāo)定系統(tǒng)及方法，具體涉及一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、條紋相機是一種同時具備高時間分辨和高空間分辨的高端科研設(shè)備，可以將時間信息轉(zhuǎn)換為空間信息從而實現(xiàn)微秒到飛秒(10-6——10-15s)范圍的超快成像，在基礎(chǔ)科研、國家重大科學(xué)裝置等領(lǐng)域中都有著重要應(yīng)用。
2、條紋相機作為超快診斷儀器，根據(jù)其原理，在條紋變像管的掃描極板上施加不同掃描速度的斜坡電壓，可以獲得多個時間窗口(掃描檔位)，對于不同的時間檔位，需要在使用前對每個檔位的各項性能進(jìn)行標(biāo)定。將條紋相機應(yīng)用于超快診斷系統(tǒng)中，其動態(tài)性能標(biāo)定是應(yīng)用前必需確定的工作，包括對時間分辨能力、相機全屏?xí)r間范圍和動態(tài)范圍的定量測量，以便對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
3、對等時間間隔的激光脈沖序列進(jìn)行成像可以實現(xiàn)條紋相機動態(tài)性能指標(biāo)標(biāo)定，由于電脈沖到達(dá)條紋相機時存在固有時間延遲，導(dǎo)致電脈沖與光脈沖無法同步，進(jìn)而影響等時間間隔的激光脈沖序列的生成。現(xiàn)有技術(shù)中，對于時間窗口大于5ns以上慢掃描檔位，可以通過延長光路使光脈沖與電脈沖信號保持同步，但該方法較為復(fù)雜，通常需要延長60米以上，實驗平臺占用面積過大，實現(xiàn)難度大，且會導(dǎo)致光強衰減較高。在實際測試過程中，由于實驗室的空間有限，較難搭建出具有足夠長、足夠精確光程差的測試光路。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是解決現(xiàn)有條紋相機慢掃描檔位動態(tài)性能標(biāo)定時采用延長光路的方法較為復(fù)雜，通常需要延長60米以上，實驗平臺占用面積過大，
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供的技術(shù)解決方案如下：
3、一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)，條紋相機，其特殊之處在于：還包括激光器、數(shù)字延時器和讀出相機；
4、所述激光器包括第一輸出端和第二輸出端，第一輸出端輸出光脈沖，第二輸出端輸出電脈沖；所述光脈沖的傳播光路上用于設(shè)置條紋相機；
5、所述數(shù)字延時器的輸入端連接激光器的第二輸出端，輸出端連接條紋相機的觸發(fā)端，數(shù)字延時器用于對接收的電脈沖進(jìn)行調(diào)整，使電脈沖與下個周期內(nèi)的光脈沖保持時間同步，并將調(diào)整后的電脈沖發(fā)送直至條紋相機，觸發(fā)其工作；
6、所述條紋相機用于接收光脈沖，并將光脈沖轉(zhuǎn)換為等距離條紋，生成條紋圖像；
7、所述讀出相機包括m×m個像素組成的像面，讀出相機的輸入端與條紋相機的輸出端連接，所述讀出相機的像面讀取條紋圖像并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳輸至外部計算機中進(jìn)行分析計算，獲得條紋相機慢掃描檔位動態(tài)性能的標(biāo)定結(jié)果。
8、進(jìn)一步地，所述條紋相機為皮秒至亞皮秒量級；所述激光器為飛秒激光器，輸出時間寬度為飛秒的光脈沖。
9、進(jìn)一步地，還包括毛玻璃，所述毛玻璃設(shè)置在條紋相機與激光器之間，用于勻化光脈沖，并使光脈沖在空間方向上展寬。
10、本專利技術(shù)還提供一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定方法，基于上述的一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)，其特殊之處在于，包括以下步驟：
11、1)采集條紋相機輸出圖像：
12、1.1)設(shè)置激光器的重復(fù)頻率，激光器輸出多個周期的光脈沖與電脈沖，調(diào)整數(shù)字延時器，使條紋相機輸出的動態(tài)條紋出現(xiàn)在讀出相機的邊緣；
13、1.2)修改讀出相機曝光時間，使讀出相機至少記錄10個光脈沖；
14、1.3)開始采集，等時間間隔地調(diào)整數(shù)字延時器的延時時間，使條紋相機輸出的動態(tài)條紋在讀出相機圖像上等間距移動；直到曝光結(jié)束，完成采集；
15、2)對條紋相機慢掃描檔位下動態(tài)性能進(jìn)行標(biāo)定，包括時間分辨能力標(biāo)定和全屏?xí)r間的標(biāo)定；
16、a)時間分辨能力標(biāo)定：
17、分析讀出相機讀取的條紋圖像，得到相鄰光脈沖之間的時間延時δt對應(yīng)的信號峰值間隔為n個像素，最窄的光脈沖串的半高全寬為n個像素，則條紋相機的時間分辨能力τ的計算公式為：
18、τ＝·δt；
19、完成時間分辨能力的標(biāo)定；
20、b)全屏?xí)r間標(biāo)定：
21、全屏?xí)r間是指條紋相機能夠記錄的時間范圍；根據(jù)分析讀出相機讀取的條紋圖像，得到時間延時δt對應(yīng)的信號峰值間隔為n個像素，最窄的光脈沖串的半高全寬為n個像素，則條紋相機的全屏?xí)r間t的計算公式為：
22、t＝·δt；
23、其中，m為讀出相機像面時間方向的像素，時間方向指平行于條紋相機偏轉(zhuǎn)板的方向。
24、進(jìn)一步地，步驟1.1)中，慢掃檔位的時間窗口為5ns～us量級，所述激光器的重復(fù)頻率為1hz。采用1hz的重復(fù)頻率一方面方便測試，另一方面可消除電路自身抖動對時間分辨能力標(biāo)定的影響。
25、進(jìn)一步地，步驟1.2)中，所述曝光時間至少大于5秒。
26、進(jìn)一步地，步驟1.3)中，數(shù)字延時器每隔1s，增加時間延時δt，時間延時δt為10ns。
27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：
28、1.本專利技術(shù)一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)中，激光器輸出的光脈沖進(jìn)入條紋相機輸出成像，在慢掃描檔位下激光器輸出的電脈沖信號進(jìn)入數(shù)字延時器，數(shù)字延時器對電脈沖信號進(jìn)行延時調(diào)節(jié)，使調(diào)節(jié)后的觸發(fā)信號與光脈沖保持同步，讀出相機讀取條紋相機所輸出的圖像并分析。
29、2.本專利技術(shù)一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定方法，無需搭建額外延長光程差的光路，解決了延長光路方法較為復(fù)雜、實驗平臺占用面積過大，且會導(dǎo)致光強衰減較高的技術(shù)問題，通過數(shù)字延時器使電脈沖與光脈沖實現(xiàn)同步，以此解決慢掃描檔位下條紋相機固有時間延遲的問題。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)，條紋相機(4)，其特征在于：還包括激光器(1)、數(shù)字延時器(2)和讀出相機(5)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于：
4.一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定方法，基于權(quán)利要求1-3任一所述的一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定方法，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定方法，其特征在于：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)，條紋相機(4)，其特征在于：還包括激光器(1)、數(shù)字延時器(2)和讀出相機(5)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于：
4.一種用于條紋相機慢掃描檔位的動態(tài)性能標(biāo)定方法...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田進(jìn)壽，陳希儒，薛彥華，李少輝，張敏睿，徐向晏，譚偉強，王正正，權(quán)亞騰，趙衛(wèi)，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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