鏡用鏡框(6-5)內安裝有柱面正透鏡二(5)，多根滑桿(6-9)水平并列設置在兩個豎板(6-7)之間，每根滑桿出-9)的一端固定連接在兩個豎板￠-7)中的一個所述豎板(6-7)上，每根滑桿(6-9)的另一端依次穿過光闌用鏡框￠-2)、柱面負透鏡用鏡框￠-3)、第一柱面正透鏡用鏡框(6-4)和第二柱面正透鏡用鏡框(6-5)后固定連接在兩個豎板￠-7)中的另一個所述豎板(6-7)上，所述光闌用鏡框￠-2)、柱面負透鏡用鏡框￠-3)、第一柱面正透鏡用鏡框(6-4)和第二柱面正透鏡用鏡框(6-5)分別與多根滑桿(6-9)滑動配合，所述激光光源(1)設置在兩個豎板(6-7)中靠近光闌用鏡框(6-2)的一個豎板(6-7)外且所述激光光源(1)的發(fā)光端朝向該豎板(6-7)上的轉盤(6-8)通孔。2.根據(jù)權利要求1所述的用于激光光譜技術的多維片狀光束整形調節(jié)裝置，其特征在于:所述光闌用鏡框(6-2)、柱面負透鏡用鏡框(6-3)、第一柱面正透鏡用鏡框(6-4)和第二柱面正透鏡用鏡框(6-5)均為矩形框體，所述光闌用鏡框(6-2)上加工有第一長方形孔，所述光闌(2)鑲嵌在光闌用鏡框￠-2)的第一長方形孔內；所述柱面負透鏡用鏡框(6-3)上加工有第二長方形孔，所述柱面負透鏡(3)鑲嵌在柱面負透鏡用鏡框￠-3)的第二長方形孔內；所述第一柱面正透鏡用鏡框(6-4)上加工有第三長方形孔，所述柱面正透鏡一(4)鑲嵌在第一柱面正透鏡用鏡框￠-4)的第三長方形孔內；所述第二柱面正透鏡用鏡框(6-5)上加工有第四長方形孔，所述柱面正透鏡二(5)鑲嵌在第二柱面正透鏡用鏡框￠-5)的第四長方形孔內。3.根據(jù)權利要求1或2所述的用于激光光譜技術的多維片狀光束整形調節(jié)裝置，其特征在于:每個豎板(6-7)沿其厚度方向加工有圓孔，圓孔的內壁上加工有一圈凹槽，每個轉盤(6-8)的圓周端面上加工有與一圈凹槽相配合的一圈凸起，每個轉盤(6-8)通過一圈凸起卡接在其對應豎板出-7)的一圈凹槽內。4.根據(jù)權利要求3所述的用于激光光譜技術的多維片狀光束整形調節(jié)裝置，其特征在于:所述底座(6-1)沿其厚度方向加工有多個連接孔(6-6)。5.根據(jù)權利要求1或4所述的用于激光光譜技術的多維片狀光束整形調節(jié)裝置，其特征在于:所述裝置還包括多個緊定螺釘，所述多個緊定螺釘分別穿過每個豎板￠-7)以頂緊在該豎板(6-7)內的轉盤(6-8)的圓周端面上。6.一種利用權利要求1所述的裝置實現(xiàn)用于激光光譜技術的多維片狀光束整形調節(jié)的方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟一:裝置的裝配工作:首先將光闌(2)、柱面負透鏡(3)、柱面正透鏡一(4)和柱面正透鏡二(5)依次安裝至片光整形旋轉架￠)中光闌用鏡框￠-2)、柱面負透鏡用鏡框(6-3)、第一柱面正透鏡用鏡框(6-4)和第二柱面正透鏡用鏡框(6-5)中，再將激光光源(1)設置在兩個豎板(6-7)中靠近光闌用鏡框(6-2)的一個豎板(6-7)外，該激光光源(1)的發(fā)光端朝向該豎板(6-7)上的轉盤(6-8)通孔； 步驟二:光線整形步驟:由于激光光束行進方向與豎板￠-7)的寬度方向同向，設定激光行進方向為y軸所在方向，豎板(6-7)的高度方向為z軸所在方向，與yz平面垂直方向為X軸，其中zy平面為PLIF觀測的平面，設定兩個轉盤(6-8)中兩個圓心之間連線所在的直線為系統(tǒng)中心軸線A-A，調整光闌用鏡框(6-2)使其沿多根滑桿(6-9)滑動，通過光闌和安裝在鏡架￠-3)中的負面柱透鏡，兩點確定一條直線的原理，保證入射光束入射方向與系統(tǒng)中心軸線A-A重合，同時控制光闌⑵孔徑的大小，選取入射激光中心能量分布均勻的區(qū)域作為激光光源，通過光闌(2)的激光光束接著會入射通過柱面負透鏡(3)，柱面負透鏡(3)對于入射光具有在特定二維平面發(fā)散的作用，則激光光束會在yz平面內發(fā)散為片狀光束，發(fā)散的片狀光束之后入射到柱面正透鏡一(4)，入射到柱面正透鏡一(4)對于入射光在特定二維平面內進行會聚，所以發(fā)散的激光光束會在yz平面內會聚，調整柱面負透鏡用鏡框(6-3)和第一柱面正透鏡用鏡框(6-4)之間的距離直至柱面負透鏡(3)與柱面正透鏡一(4)的焦點重合時定位，即二者之間的距離為柱面正透鏡一(4)與柱面負透鏡(3)的焦距之差為F-f時，激光光束在xy平面內會重新變回準直光束，“線形”的激光光束變?yōu)槠瑺罴す夤馐?，激光光束的寬度為激光光斑直徑乘以柱面正透鏡一(4)與柱面負透鏡(3)的焦距之比 F/f ； 步驟三:光線聚焦步驟:最后通過第二柱面正透鏡用鏡框(6-5)上的柱面正透鏡二(5)使經(jīng)過準直的片狀激光光束經(jīng)過柱面正透鏡二(5)在xy平面內聚焦，直接進行觀測即可。7.一種利用權利要求1所述的裝置實現(xiàn)用于激光光譜技術的多維片狀光束整形調節(jié)的方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟一:裝置的裝配工作:首先將光闌(2)、柱面負透鏡(3)、柱面正透鏡一(4)和柱面正透鏡二(5)依次安裝至片光整形旋轉架￠)中光闌用鏡框￠-2)、柱面負透鏡用鏡框(6-3)、第一柱面正透鏡用鏡框(6-4)和第二柱面正透鏡用鏡框(6-5)中，再將激光光源(1)設置在兩個豎板(6-7)中靠近光闌用鏡框(6-2)的一個豎板(6-7)外，該激光光源(1)的發(fā)光端朝向該豎板(6-7)上的轉盤(6-8)通孔； 步驟二:光線整形步驟:由于激光光束行進方向與豎板￠-7)的寬度方向同向，設定激光行進方向為y軸所在方向，豎板(6-7)的高度方向為z軸所在方向，與yz平面垂直方向為X軸，其中zy平面為PLIF觀測的平面，通過光闌(2)的激光光束接著會入射通過柱面負透鏡(3)，柱面負透鏡(3)對于入射光具有在特定二維平面發(fā)散的作用，則激光光束會在yz平面內發(fā)散為片狀光束，發(fā)散的片狀光束之后入射到柱面正透鏡一(4)，入射到柱面正透鏡一 (4)對于入射光在特定二維平面內進行會聚，所以發(fā)散的激光光束會在yz平面內會聚，調整柱面負透鏡用鏡框(6-3)和第一柱面正透鏡用鏡框(6-4)之間的距離直至柱面負透鏡(3)與柱面正透鏡一(4)的焦點重合時定位，即二者之間的距離為柱面正透鏡一(4)與柱面負透鏡(3)的焦距之差為F-f時，激光光束在xy平面內會重新變回準直光束，“線形”的激光光束變?yōu)槠瑺罴す夤馐?，激光光束的寬度為激光光斑直徑乘以柱面正透鏡一(4)與柱面負透鏡⑶的焦距之比F/f; 步驟三:光線聚焦步驟:最后通過第二柱面正透鏡用鏡框(6-5)上的柱面正透鏡二(5)使經(jīng)過準直的片狀激光光束經(jīng)過柱面正透鏡二(5)在xy平面內聚焦，直接進行觀測即可；步驟四:光線旋轉步驟:設定兩個轉盤(6-8)中兩個圓心之間連線所在的直線為系統(tǒng)中心軸線A-A，利用光闌(2)與柱面負透鏡(3)共軸來調節(jié)激光光束入射角度直至激光光束入射角度與系統(tǒng)中心軸線A-A重合，調整光闌用鏡框(6-2)使其沿多根滑桿(6-9)滑動距離直至選取到激光光束中能量分布較為均勻的中間區(qū)域后定位，在旋轉兩個轉盤(6-8)使光闌用鏡框￠-2)、柱面負透鏡用鏡框￠-3)、第一柱面正透鏡用鏡框(6-4)和第二柱面正透鏡用鏡框￠-5)同步轉動，根據(jù)實驗場的要求，控制片狀激光光束旋轉角度，實現(xiàn)片光的繞系統(tǒng)中心軸線A-A旋轉。
【專利摘要】用于激光光譜技術的多維片狀光束整形調節(jié)裝置及方法，在PLIF診斷實驗中，由于不同工況是需要片狀光束以不同角度入射到實驗區(qū)域中，現(xiàn)有技術僅能通過改變流場中模型的攻角實現(xiàn)該效果，手段單一費力且不靈活。本發(fā)明中包括激光光源、光闌、柱面負透鏡、柱面正透鏡一、柱面正透鏡二和片光整形旋轉架；所述片光整形旋轉架包括底座、光闌用鏡框、柱面負透鏡用鏡框、第一柱面正透鏡用鏡框、第二柱面正透鏡用鏡框、兩個豎板、兩個轉盤和多根滑桿。本發(fā)明包括兩種方法，方法一與方法二相同之處為前三步相似。方法二與方法一不同之處為方法二包括步驟四，步驟四為光線旋轉步驟。本發(fā)明用于PLIF診斷實驗中。
【IPC分類】G02B27/09
【公開號】CN105388618
【申請?zhí)枴緾N201510954005
【發(fā)明人】彭江波, 于欣, 常光, 楊超博, 馬欲飛, 李曉暉, 于楊, 楊振, 周淼, 樊榮偉, 李旭東, 董志偉, 閆仁鵬, 勞陳哲
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月15日