中国工程物理研究院 流体物理研究所, 中物院脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
对大气环境中脉冲电压加载下绝缘介质沿面闪络放电开展了初步放电图像诊断研究。采用超高速可见光分幅相机诊断指状电极结构下有机玻璃材料在大气环境中不同时刻闪络通道发光图像特征。实验结果表明：闪络通道形成和扩张阶段中, 阴极区域和阳极区域均产生放电发光, 放电通道沿固体电介质表面快速贯穿, 贯穿时间约15 ns, 贯穿后发光通道逐渐扩张至一定区域, 发光强度大, 维持时间长, 整体发光时间可持续到μs量级, 放电通道内能量分布有所差异。
大气环境 闪络 放电通道 发光图像 air flashover discharge channel image of optical diagnosis 强激光与粒子束
2018, 30(10): 105002
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
采用衍射型光束匀化器件及多模光纤传光和透镜耦合扩束方法，有效抑制了激光散斑与干涉条纹，解决了大视场平行光束照明时拍摄物体在成像面上的渐晕问题，实现了300 mm大口径视场下激光均匀照明和目标的清晰成像，并成功用于柱面内爆压缩、空间碎片等精密物理实验研究中。高速摄影技术与激光照明的成功结合，可有效抑制精密物理实验中强烈自发光导致过度曝光从而大大影响成像质量的问题，获得的物理过程边界形貌更加清晰，判读更精确。
高速摄影 激光照明 散斑 干涉条纹 均匀 high-speed photography laser illumination speckle interference fringe uniform 强激光与粒子束
2018, 30(4): 040101
1 中国电子科技集团公司第五十五研究所, 南京 210016
2 中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
研制了一种全新结构的可见光条纹管。该条纹管采用全新的电子光学系统、高气密性金属陶瓷管壳结构、高传输带宽偏转系统, 最终实现了5 ps的时间分辨率、34 lp/mm的静态空间分辨率等关键指标。该条纹管在超快探测领域具有广阔的应用前景, 可用于实现超高时间分辨率、较高空间分辨率的探测。
条纹管 条纹相机 时间分辨率 空间分辨率 streak tube streak camera time resolution spatial resolution
中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
在全光网络中光码流的性能监控、强场物理中单次激光脉冲性能评估、干涉测速以及其他许多物理过程中都需要对瞬态光信号进行实时测量。提出了一种结合宽光谱抽运四波混频光-光采样和时间拉伸的瞬态光信号实时测量技术，拟利用特种光纤的超快非线性效应对光信号进行超分辨率采样，同时将单波长信号转换为宽光谱信号，进而利用光纤色散傅里叶变换对信号进行时间拉伸，可大为降低初始光信号带宽。对宽光谱四波混频和时间拉伸过程进行了理论分析，表明该方案是完全可行的。
测量 实时测量 四波混频 时间拉伸 瞬态光信号 激光与光电子学进展
2016, 53(1): 011202
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
叙述了超高速同时分幅/扫描摄影技术在柱面内爆磁能量压缩实验中的研究应用，用自研的国内首台同时分幅/扫描超高速光电摄影系统，拍摄到柱面内爆强磁场压缩过程同一时基、同一空基且具有超高时空分辨的一维和二维清晰图像。成功观察到柱面套筒内爆整个压缩过程，获得了该过程直径随时间变化曲线及压缩速度。实验结果表明，柱面套筒内爆强磁场压缩过程中存在界面不稳定性和不对称性现象，整个过程压缩时间8～10 μs，压缩速度3.8～4.5 km/s。
柱面内爆 磁通量压缩 高速摄影 同时分幅/扫描光电相机 cylindrical implosion magnetic flux compression high-speed photography simultaneous framing and streak optic electronic c 强激光与粒子束
2015, 27(11): 115002
中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
炸药柱面内爆磁通量压缩实验技术具有加载压力高、加载过程温升低及样品体积大等特点，在材料高压物性、新材料高压合成及超强磁场下的凝聚态物理等多个领域都具有广阔的应用前景。叙述了超高速摄影技术在柱面内爆磁能量压缩实验中的研究应用，用超高速分幅摄影和扫描摄影技术首次拍摄到柱面内爆强磁场压缩过程具有高时空分辨的一维和二维图像，成功观察到柱面套筒内爆整个压缩和反弹过程以及压缩过程中的界面不稳定性现象，获得了该过程的压缩直径随时间连续变化曲线，由此计算出柱面套筒内爆强磁场压缩速度。该实验数据对于炸药柱面内爆磁通量压缩实验技术研究具有重要的指导意义。
超快光学 柱面内爆 磁通量压缩 超高速摄影 光电分幅相机 转镜分幅/扫描相机 光学学报
2015, 35(10): 1032001
中国工程物理研究院 流体物理研究所 光电子研究室, 四川 绵阳 621900
为了满足在高精度波分复用/时分复用光采样系统中, 采样光脉冲时间抖动低于100 fs的要求, 开发了一套基于自相关法测量时间延迟的系统。通过光纤耦合器连接一路参考光路将光脉冲在时域上进行“复制”, 并使初始光脉冲和“复制”光脉冲相关, 得到参考光路和被测光路的精确光程差, 进而固定参考光路并接入不同被测光路从而得到多路被测光路之间相对延时。实验结果表明, 利用自相关法测量脉冲时间间隔精度优于50 fs, 满足波分复用/时分复用光采样系统研究需要。
光采样 时间抖动 时间延迟 自相关仪 optical sampling time jitter time delay autocorrelator
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
为了解决光纤延迟线研制中高延迟精度和低插入损耗相互矛盾的问题,提高延迟线制作的工程可行性,提出了由基于光纤组合透镜准直器,角锥棱镜反射镜的光学结构和滚珠丝杠等机械结构组成的延迟线系统模型。介绍了光纤延迟线的构成和基本原理;根据项目研制的具体要求,重点设计了波长在1 550 nm的关键器件——光纤准直器和角锥棱镜;然后,进行了光学辅助机械结构的设计和组装;最后,采用光纤激光器完成了光学校准和数据测试。实验结果表明：该延迟线在延迟距离为1~9.6 cm时,耦合效率均在80.6%以上,并且时延的重复性很好,精度较高,可以满足雷达、通讯、电子对抗等各种不同电子系统的需求。
光纤延迟线 角锥棱镜 延迟精度 插入损耗 optical fiber delay line cube-corner prism delay precision insertion loss 光学 精密工程
2014, 22(10): 2622
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
针对2×2光采样时分复用系统幅度不稳定的特性进行了分析,结果表明幅度不稳定来自于两个方面: 一是由于复用系统每一级的两路插入损耗不同，时分复用系统每一级的插损不均匀性造成的幅度抖动会逐级累加，从而系统对于每一级两路插入损耗一致性有比较高的要求;二是由于复用过程中的路径多样性造成了脉冲之间的偏振态互不相同，而电光调制器偏振敏感的特性使得采样系统难以正常工作。针对上述两个原因，采用衰减器与偏振控制器对脉冲幅度及偏振态进行精密调节，使幅度不一致性得到有效控制，并通过模拟信号采样测试了该系统的性能。实验结果表明，系统有效比特数为2.35 bits。
光采样 时分复用 模数转换 幅度 偏振控制 light sampling time division multiplexing analog to digital conversion amplitude polarization control 强激光与粒子束
2014, 26(9): 091019
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
以激光驱动飞片速度场诊断为例, 展示线面同时成像任意反射面速度干涉仪(VISAR)技术在超高速碰撞研究中的应用前景。将传统VISAR改为成像干涉结构, 用变像管扫描相机和高速光电分幅相机分别记录作为信号载体的梳状干涉条纹随时间的变化, 实现靶面一条线上各点速度历程和多个时刻二维靶面上所有点速度相对分布的测量。所研制的线面同时成像VISAR具有10 μm的空间分辨和约15 m/s的速度分辨能力。用其测量了激光驱动铝膜飞片的速度场, 直观给出飞片的演化发展过程。实验结果表明, 线面同时成像VISAR技术可以为激光驱动飞片、超高速碰撞等领域的理论研究和数值模拟提供有效比对实验数据。
光学测量 速度 成像VISAR 激光驱动飞片 干涉条纹 扫描 分幅 optical measurement velocity imaging VISAR laser-driven foil interference fringe streak framing 强激光与粒子束
2014, 26(8): 081008
