正多边形截面转镜弹性变形的计算及应用

在等待式转镜高速摄影机中,应用最多的是正多边形截面的转镜,而转镜高速旋转时的弹性变形,是影响扫描相机象质的主要因素。目前,国内对柱形截面转镜的变形研究     

扫描相机钢转镜最佳柱形计算初步

扫描相机的转镜在高速旋转时要产生形变,运用弹性力学的知识,可以将这形变用偏微分方程组列出来,因此这是一个空间弹性力学问题。然而对柱状转镜而言,为了减少计算量,一般地都把这些空间问题简化为平面形变问题。     

超高速相机中的转像机构

转镜式超高速相机中增配了别汉棱镜转像机构后,对光学系统像差计算结果表明：相机的成像质量不受影响,甚至略有改善。鉴于转像机构在相机使用中带来的种种方便,提出了把棱镜转像机构作为相机固定组成部分的建议。特别是当高速分幅相机中配置棱镜转像机构后,可以充分利用相机的最高空间分辨方向,从而成倍地提高相机的时间分辨本领。     

基于转镜同步跟踪系统的研究

为了研究高速飞行弹丸的运动姿态问题,提出转镜同步跟踪技术。在高速CCD相机主光轴方向放置一面转镜,将弹道线位置上飞行弹丸的运动姿态反射到高速CCD相机内实现同步跟踪。设计了基于高速CCD相机视场中点的转镜跟踪系统,建立了弹丸和转镜的运动模型,并利用MATLAB软件得到了其随时间变化的曲线,分析了相机和转镜空间位置对成像质量的影响。针对参数H=200 m,V=100 m/s,对系统存在的误差进行了分析,结果表明该系统可以实现对高速弹丸的同步跟踪。     

高速转镜的试验研究

本文叙述了高速转镜的试验研究所获得的结果和实际应用情况。 该文讨论了高速转镜在高速旋转时遇到的某些难题和解决方法。主要研究了转镜的驱动方法、转镜支撑、开速机构、转镜材料、光学镜面制作、真空技术、滑轮和喷咀、转镜截面形状的选择及测速方法等。     

高速分幅相机鉴别率极限的研究

对Schadin教授提出的转镜分幅相机的鉴别率极限的信息量概念所作的进一步理论探论,构成了本文的大部分篇幅。根据转镜的尺寸和目标的扩散速度所限定的孔径比、鉴别率、分幅速度、有效曝光时间和对光源的要求,提出了一个完全的信息。在这个信息里,可以得到作为象速函数的每幅的平均鉴别率。可以利用这个函数来评定不同型号的转镜分幅相机。此外,还简要地叙述了旋转棱镜和析象管相机、电光快门和变相管的理论研究方面的进展。析象管和变象管所固有的低鉴别率,表明它们用在最高象速区域很有效,而高鉴别率的转镜相机和旋转棱镜动片相机用在比较低的速度区域是非常有效的。     

中科院西安光机所研制的转镜高速摄影机

本文系统地介绍了自1964年以来,西安光机所研制成功及部分小批量生产的八种转镜高速摄影机的主要性能和特点。它们是等待转镜分幅相机ZFD—20、ZFD—250、ZFD—50和ZFD—180型;同步型转镜分幅相机ZFK—250和ZFK—500型;同步型转镜扫描相机、ZSK-29型以及等待型转镜扫描瞬时摄谱仪D36型。     

超高速转镜式扫描相机的时间分辨率测量

分析了影响转镜扫描相机时间分辨率的各种因素,给出了极限时间分辨率和基于相机动态摄影分辨率计算的时间分辨率的理论计算公式和结果。结合国内普遍使用的SJZ-15型转镜扫描相机,用自研设备动态像质检查仪和100ps超短脉冲激光照明两种测试方法,计算出了该相机钢转镜和铍转镜在不同转速下的实测时间分辨率值,并对数据进行了分析、比对和讨论。实测数据表明：钢转镜的转速为12×104 r/min,其最高时间分辨率约为8ns;铍转镜的实用最高转速为30×104 r/min,其最高时间分辨率约为4ns。     

转镜扫描高速摄影机设计的理论基础

本文讨论了转镜扫描相机的设计和计算方法。对时间分辨率、相机的相对孔径和转镜边缘线速度之间的关系也作了分析。对转镜镜面的加工质量要求,本文也作了较详细的推讨。为了便于了解,用计算实例说明。     

一种空间相机热控调焦机构的设计与分析

为满足空间相机成像质量的要求,设计了一种热控调焦机构来修正离焦量.首先,根据光学系统确定调焦方式,并通过驱动次镜沿光轴方向移动的方式设计了调焦机构,该结构占用空间小且质量较轻.然后,根据调焦需求,选取热膨胀系数较高的铝作为主要材料,采用在镜座背面贴加热片等措施保证次镜在恒温下工作,并通过有限元方法对调焦机构性能进行了建模分析.最后,对调焦机构工作状态进行分析验证,利用Zernike多项式对其工作时所产生温度变化引起的镜面变形进行拟合,把变形后的面形输入到Zemax软件中,以调制传递函数作为光学系统成像质量评价指标,分析了调焦机构在正常工作时次镜面形变化对相机成像质量的影响.结果表明,调焦机构符合设计指标,且工作时次镜面形的变化对光学系统成像质量的影响可以忽略,与传统调焦机构相比,具有质量轻、结构简单等优点.     

等待型高速相机光学系统的研究

本文介绍了等待型转镜高速相机的一种新的光学方案。由于应用特殊的分光系统的排镜结构,相机不仅能直接进行分幅或扫描摄影,而且还可以通过简单的附加透镜实现与阴影(纹影)装置或干涉装置的结合使用,从而扩大了相机的功能。     

转镜式高速扫描相机SJZ-30型铍转镜部件的研制与试验

本文介绍了转镜式高速扫描相机SJZ——30型铍转镜部件研制与试验情况。 用SJZ——30型铍转镜部件装备SJZ——15型转镜式高速扫描相机,使其转速由15×10~4r/min提高至30×10~4r/min,即转镜的扫描速度提高一倍,且提高了时间分辨本领和动态空间分辨率。     

基于吸热管反射成像法测量抛物槽式太阳能聚光器的面形误差

为提高抛物槽式太阳能聚光器的聚光效率,需要对聚光器的整体面形进行检测和调整。提出采用吸热管反射成像法检测槽式聚光器各子镜的安装位置及倾斜角度,进而获得聚光器的整体面形信息。通过测量相机与被测聚光器的相对位置,可计算吸热管在待检测子镜中的成像位置及形状,并推导了吸热管在聚光器中的理论成像位置计算公式。进行了吸热管反射成像法检测槽式聚光器面形的实验。通过调整聚光器子镜的安装位置和倾斜角度,使吸热管在子镜中的实际成像位置与理论位置重合,验证了检测方法的正确性和可行性。     

转镜相机设计计算

本文给出了在转镜条纹和分幅相机中光轴、像、转镜和底片平画相互位置的数学关系。也给出了影响记录信息质量的估价。     

50万转/分电动转镜装置的原理与设计

本文介绍一种高性能、高指标的高速转镜装置—用交流电机驱动、弹性滚动增速机构增速的每分钟50万转的电动摩擦升速高速转镜装置。 在转镜式高速摄影机中,反射镜的转速直接影响摄影机的主要指标—摄影频率和时间分辨率。因此,研制高性能、高指标的高速转镜装置是研制转镜式高速相机的关键。     

多重条纹辐射测量技术

通常采用转镜扫描相机直接观测高爆试验药柱周边的爆炸贯穿,或借助于两个平面反射镜,用转镜扫描相机观测药柱周边完全相反部位的爆炸贯穿,记录隅角迴转距离。利用火花隙技术和锥形内反射棱镜,可以获得圆形试验药柱贯穿的多重记录,这种新方法被称为多重条纹辐射测量技术。     

斜入射高速转镜相机数字像面的研究

转镜相机像面设计中,基于传统代替圆理论的设计存在原理性误差,而通过综合考虑几种代替圆理论衍生出来的最佳设计理论会出现圆心不重合、转镜中心点偏离坐标中心等问题,对加工和装配的要求高.在数字像面设计中,把转镜旋转中心点设为坐标中心,推导出每个传感器成像像面坐标和像面边缘离焦量方程,从模拟结果可以看出,转镜扫描时形成了Pascal蜗线,且每个像面又单独为一条直线,符合高速转镜原理和本文计算理论的结论.可为像面定位、工作角、倾斜角选取提供依据.     

爆轰加载下柱壳膨胀断裂的超高速光电摄影实验研究

随着超快物理实验研究的开展,急需建立高时空分辨的测量设备以研究高能产物的运动特性。目前,转镜高速分幅摄影相机的时间分辨力已经不能完全满足需求。因此,研究具有更高时间分辨能力的超高速光电分幅相机具有重要的意义。借助自研的超高速光电分幅相机,进行了爆轰加载下的柱壳膨胀断裂实验,同时使用转镜相机进行测量。实验结果表明,光电相机的消动态模糊能力更强,拍摄效果更好,而转镜相机拍摄的幅数更高。根据该结果,建议将两种相机配合使用,以更好地对物理过程进行测量。     

爆轰加载下柱壳膨胀断裂的超高速光电摄影实验研究北大核心CSCD

随着超快物理实验研究的开展,急需建立高时空分辨的测量设备以研究高能产物的运动特性。目前,转镜高速分幅摄影相机的时间分辨力已经不能完全满足需求。因此,研究具有更高时间分辨能力的超高速光电分幅相机具有重要的意义。借助自研的超高速光电分幅相机,进行了爆轰加载下的柱壳膨胀断裂实验,同时使用转镜相机进行测量。实验结果表明,光电相机的消动态模糊能力更强,拍摄效果更好,而转镜相机拍摄的幅数更高。根据该结果,建议将两种相机配合使用,以更好地对物理过程进行测量。     

ZSK-29型铍反射镜高速涡轮

高速涡轮是高速摄影机中的核心部件,转镜式高速摄影机的发展取决于高速涡轮的发展。ZSK-29型相机是高速扫描摄影机,扫描相机的扫描速度主要取决于转镜的角速度。