X光照相技术应用于果冻内爆实验的研究

果冻内爆实验是一种研究柱形汇聚条件下Rayleigh-Taylor不稳定性的实验方法,由于高速摄影图像不能分辨反弹阶段果冻内界面的扰动,因此采用中低能X光照相CCD相机接收技术开展果冻与气体混合区域的实验研究,获得了果冻环在不同时刻压缩、反弹的发展状况及其内外边界,并观测到果冻质量分数降低时果冻与气体混合界面的变化。实验结果表明:X光照相可作为测量湍流混合区域的半定量测试技术,有助于研究果冻内爆中的气液界面Rayleigh-Taylor不稳定性现象。     

高速动光弹系统及其应用

高速动光弹仪是动态光弹性研究的有效诊断工具,主要用于记录各种结构在动载荷作用下,不同瞬间的应力条纹图像。研究应力波的传播规律,裂纹扩展过程,固体高速变形等。通常的动光弹仪为多火花式动光弹仪。国外也有采用静态光弹仪与转镜式高速分幅相机结合的系统。我们研究调试的动光弹系统,是在高速纹影系统中加入偏振光场,即静态光弹系统、纹影系统与转镜式高速分幅相机结合。在雷管动载荷作用下,应用高压脉冲氙灯光源,单色圆偏振光亮场,获得了不同光弹模型的清晰应力条纹图像。给出应力波的传播过程和孔附近产生的应力集中现象。该系统具有摄影频率高、曝光时间短、测试灵敏度高、适于强载荷、远距离研究大尺寸光弹模型,同时具有透射式和反射式光学系统等特点。从而为动态光。弹性研究提供了有效的测试技术和诊断系统。     

激光聚变极端环境下X光高速摄影技术研究进展

在激光惯性约束聚变（ICF）研究中,通过X光高速摄影获取的图像数据能够反映等离子体中由于做功和能量输运导致的流体状态的时空演化信息,与之相关的诊断技术与工程研究一直以来都是ICF诊断能力建设的重要组成部分。介绍了作为我国ICF工程的主要实施单位之一,中国工程物理研究院激光聚变研究中心近年来在X光高速摄影技术研究方面取得重要进展,包括:（1）面向神光系列激光装置,开发了系列工程化的100 ps曝光高速摄影相机,整体达到国际先进水平,并在高灵敏探测、透射式带通滤波和结构小型化等方面形成中国特色;（2）提出微扫描门控、同视扫描分幅等10 ps曝光X光高速摄影新技术,为突破时间分辨瓶颈做出有益尝试;（3）在国内率先开展抗辐射加固高速摄影相机理论设计、技术验证与工程设计;（4）针对激光聚变靶碎片对设备安全的威胁,在国内首次开展靶碎片的理论建模与仿真研究,并开展首次验证实验,取得重要进展。     

我国高速摄影粗览

高速摄影是一种时间放大技术,它是研究高速流逝过程不可缺少的重要测试手段。自从1884年马赫教授获得第一幅高速火花照片以来,高速摄影的发展已经走过了近百年的历程。从1952年开始,先后举行了十三届国际高速摄影会议,大大地促进了该学科的飞速发展。各种先进技术不断被采用,时间分辨率不断提高,并且正在向着测不准公式所确定的理论极限(对可见光为10^-16秒,对X光为10^-18秒)靠近。     

高速摄影在弹道测试中的应用

高速摄影是研究高速运动现象的重要工具,尤其对兵器研究中众多高速迅变现象的观测,它可以给出满意的信息。本文介绍利用调Q红宝石脉冲光源的D ZC-Ⅱ型新型弹道测试系统,介绍该系统的结构性能、主要部件、摄影方法等,以及由该系统对五六式,7.62mm弹道枪弹在外弹道,终点弹道不同瞬态进行高速摄影所获得的重要图片。     

C.变象管高速摄影的最新进展

本文简要介绍和评述了在第十九届国际高速摄影与光子学会议上发表的有关变象管高速摄影技术的结果,据报道,飞秒条纹变象管的时间分辨率设计值达50fs,皮秒分幅相机的最短曝光时间实验值为50ps。CCD两维图象读出系统已普遍用于皮秒条纹相机系统。纳秒分幅/扫描摄影向高性能、程控化发展。本文还涉及了超短光脉冲技术的新成果在变象管动态测试中的应用。     

连续脉冲X光摄影

单次脉冲X光摄影,已有四十多年的发展历史,较为广泛地应用于各种瞬态过程的分析。但连续脉冲X光摄影,仍是一项尚未完全成熟的技术。特别是单X光管,单发生器的连续摄影装置,更是方兴未艾。本文介绍了脉冲X光高速连续摄影的国内外研制现状,对几种摄影机结构形式作了比较。以作者几年来的科研实践为基础,重点介绍其中一种-单X光管单发生器的连续脉冲X光机,包括它的原理结构、用途和技术特点,以及存在问题和发展动向。     

捕捉瞬变光现象的利器──超高速变象管相机

许多人早已熟悉普通相机的原理、性能和操作,但对高速照相技术可能还比较陌生.顾名思义,高速照相技术主要是研究高速运动目标或瞬变光现象和流逝过程的复演(摄影)问题.对照相系统而言,所谓“高速”指两个方面:一是意味着具有很高的拍摄频率(用单位时间内拍摄多少帧图象描述);另     

光电狭缝高速记录技术探讨

文章论述了一种由狭缝高速摄影技术发展而成的光电狭缝高速记录技术。传统的狭缝高速摄影技术在常规兵器靶场外弹道测试中被广泛应用,但这种技术如同其他摄影技术一样,每次拍摄都要装片、取片、冲印判读等冗长过程,而光电狭缝高速记录技术则可以实时记录并随即现场用计算机描绘或显示出图象,并处理出各种所需要的参数。     

用高速摄影和脉冲同轴全息照相联合诊断微射流

 针对强冲击载荷下金属材料的微物质喷射中微射流的实验研究,提出了高速摄影与脉冲同轴全息照相联合诊断的测试方案,并组建了由微射流产生装置、高速摄影系统、脉冲同轴全息照相系统和高精度时序控制同步系统组成的测试系统。动态实验结果表明,高速摄影和脉冲同轴全息照相联合诊断微射流能在一次实验获得微射流的发展图像和微射流头部低动态模糊图像。     

自动跟踪式同步机在高速摄影中的应用

自动跟踪式同步机是一种新型的多功能计时、延时仪器。它可以μs精度测量和显示被测时间间隔,并根据测量值自动跟踪被测对象,以±0.2μs的精度输出多路延时讯号,解决各种高速摄影中的同步问题。它具有极强的抗干扰能力,可以在放电电压1mv,放电电流10kA,空间电磁场5kV/m的强电磁干扰的恶劣条件下正常工作。本文详细介绍了自动跟踪式同步机在脉冲X光摄影、可见光高速摄影、动光弹摄影中的应用及其结果。     

转镜等待分幅——高速摄影机中的杂光现象

本文分析了转镜等待分幅高速摄影中杂光现象产生的原因,提出了消除杂光的措施以及选择转镜面(反射面)宽度的新原则,从而有可能从根本上消除杂光。     

超高速炸药加速器炮口弹丸速度的测量

炸药驱动器超高速(>3000m/s)弹丸速度的测量是超高速发生器及超高速碰撞现象研究等领域内一个必不可少的环节,本文在传统电测法及X光闪先照相技术的基础上,提出了改进的测量技术,使测量中尽量避免各种因素对测试的干扰,成功地获得了弹丸的炮口速度。实验表明,该技术为超高速驱动器及超高速撞击现象研究提供了一种可靠而方便的测试手段。     

电炮加载下靶板的高速摄影技术研究

叙述高速摄影在电炮加载多层铝板实验中的应用情况,用普通高速摄影技术和激光阴影摄影首次得到双层和三层铝板在Mylar膜飞片碰撞靶板后形成碎片云的变化图像和靶板表面的微物质喷射发展过程,观察改变起爆系统充电电压、靶板厚度及靶板之间距离等不同条件下的高速碰撞现象,初步得到碎片云和微物质的运动速度等实验结果。     

基于磁光开关的高精度光实时延时线

 给出了基于高速磁光开关的光实时延时技术的方案。研究了拓扑结构和磁光开关对光延时性能的影响。研制了5 bit,32位的光实时延时系统,并建立了光延时的测试平台,经测试,延时线延时精度优于3 ps。对光延时单元插损进行测试,结果显示:32态单元插损为0.12~0.88 dB,各态变化呈随机性。     

闪光X射线高速摄影荧光转换屏的设计和性质研究

本文描述了用于中间弹道高速摄影荧光转换屏的设计特点、性能测试和实验结果。文中讨论了Gd2O2S:Tb和(Zn,Cd)S对X射线的吸收系数、发光效率以及荧光光谱与变象管S-20阴极光谱灵敏度曲线相匹配的相关曲线;测试了转换屏的相对发光强度、分辨率及其余辉。实验证明本屏发光亮度比钨酸钙屏高60倍左右,屏分辩率达51p/mm,余辉时间为8μs,多幅摄影结果证明第一幅的图象对第二幅照片无“拖尾”现象,本屏已达到了中间弹道高速摄影转换屏的实用水平。     

箭弹着靶姿态的摄影及数据处理

高速摄影在箭弹的研制生产和靶场试验中,外弹道的各种光学测量较为频繁,特别是研制阶段,高速摄影测试任务较大,数据处理速度、精度要求较高。 箭弹着靶姿态的测试也是高速摄影的主要课目之一,测试目的是取得箭弹末段飞行轨迹及不同姿态着靶的破甲深度等数据,对加快研究进度有一定参考价值。     

闪烁晶体光谱特性多参数综合测试技术研究

针对山西长城微光器材股份有限公司新型闪烁晶体材料的研制需求,研究了一种针对某闪烁晶体受X射线激发后光谱响应的多参数综合光电检测系统。通过系统的光谱输出接口直接测试闪烁晶体的射线转换光谱,通过电压输出接口测试PIN光敏二极管输出的光伏电压,进而采用等效电路法计算闪烁晶体的荧光逸出功率。测试结果表明,荧光逸出效率随X射线管电流的增大而减小。本研究对其他闪烁晶体光谱特性的测试具有借鉴价值。     

关于高速摄影系统的信息量

本文分别讨论了狭缝扫描高速摄影系统、分幅高速摄影系统以及网格高速摄影系统的信息量计算公式.在讨论分幅摄影系统时,指出了光快门作用对空间自由度的影响.     

一种新型选通象增强高速电影系统

为了实现对“弱、小、多、快”目标的跟踪测量,我们研制了一种选通象增强高速电影摄影系统。它是集激光象增强技术、激光照明技术、电子选通技术及高速电影摄影技术于一体的新型系统,它具有光增益高,成象质量好,可探测距离远等特点。 该系统采用了带选通的二代象增强器;采用了电子快门,其曝光时间在1μs—300μs可调,频率在1—100帧/秒可调;采用了非透镜耦合的方式,解决了胶片与耦合面板之间的静电放电问题,以及高速运转时它们之间的磨擦问题,采用了小数值孔径耦合面板,改善了耦合分辨率,采用了高性能的间歇输片机构,实现了胶片的高速间歇运动。 本文还介绍了该系统的静态和动态测试结果,以及在激光照明下的测试结果。