根據(jù)流場(chǎng)顯示使用要求,分析了國(guó)內(nèi)外發(fā)展的多種用于流場(chǎng)顯示的紋影技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn),研究了聚焦紋影系統(tǒng)組成及其設(shè)計(jì)思路。根據(jù)聚焦紋影技術(shù)原理,提出采用LED陣列光源替換菲涅耳透鏡的技術(shù)方案,該方案不僅能夠?qū)崿F(xiàn)大視場(chǎng)聚焦紋影成像,而且能夠?qū)ED光源像切割時(shí)實(shí)現(xiàn)直接紋影成像。 

【文章來源】：兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2020,41(10)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

基本的透射式紋影系統(tǒng)示意圖

反射式紋影是為了提高測(cè)試視場(chǎng)大小而提出的另外一種紋影方案[11]，其光學(xué)原理圖如圖2所示。從圖2可以看出，光源發(fā)出的光束經(jīng)過聚光鏡后可提高其在測(cè)試區(qū)域的照度，光束穿過狹縫后均勻照射到球面反射鏡表面，經(jīng)反射后再平行經(jīng)過測(cè)試區(qū)域，其余光路與透射式紋影方法相同。反射式紋影系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了較大測(cè)試區(qū)域的成像，降低了大口徑透鏡的制造難度和成本，但反射鏡口徑大于800 mm時(shí)其制造難度和成本同樣不可忽視。反射式紋影獲得的流場(chǎng)信息仍然是光束沿測(cè)試區(qū)域路徑引起的光線偏折的累積效果。另外，同透射式紋影相比，反射式采用了離軸方式，增加了系統(tǒng)像差，通常采用如圖2所示的“Z”型結(jié)構(gòu)最大限度校正系統(tǒng)像差，即光源和成像物鏡分布在球面反射鏡不同側(cè)。

聚焦紋影技術(shù)的發(fā)展相對(duì)前兩種紋影要晚一些。圖3為典型的聚焦紋影系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，與上述兩種紋影的區(qū)別是:光路中使用了菲涅耳透鏡、源格柵和刀口柵。源格柵和刀口柵都是由明暗相間的條紋組成;刀口柵是源格柵的縮小像，但其明暗條紋剛好與源格柵的相反，因此刀口柵通常采用對(duì)源格柵進(jìn)行照相復(fù)制的方法進(jìn)行制造。在聚焦紋影系統(tǒng)中[12]，通過聚焦透鏡，系統(tǒng)可以針對(duì)特定平面進(jìn)行聚焦，在像面上獲取的信息主要反映該聚焦平面兩側(cè)為一個(gè)急劇聚焦區(qū)域內(nèi)密度梯度積分信息，非急劇聚焦區(qū)域的信息被作為背景信息模糊掉，從而更能真實(shí)反映測(cè)試區(qū)域某一截面的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)紋影與聚焦紋影的擴(kuò)展函數(shù)曲線如圖4所示[13],Z1和Z2為光束穿過的流場(chǎng)區(qū)域。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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