9、激光折射成像系统的原理与应用

激光折射成像系统的原理与应用

1. 激光折射成像系统的结构元素

1.1 折射成像系统的一般构建原则

激光折射成像方法用于诊断和可视化被研究的光学不均匀透明介质，其实现过程包括以下操作：
- 用结构化激光辐射探测介质，最简单的情况是使用窄轴对称激光束、像散激光束（激光平面）、锥形或十字形激光束。
- 用数码照片或摄像机在毛玻璃屏幕上记录 SLR 折射图。
- 用专用软件处理获得的折射图。

用于通过激光折射成像方法研究光学不均匀性的测量系统应包含以下主要组件：激光辐射源、光学 SLR 形成单元和 SLR 定位系统、漫散射屏幕、数码照片或摄像机、计算机和专用软件。研究对象放置在 SLR 形成光学单元和毛玻璃屏幕之间。

SLR 折射图可以在反射或透射毛玻璃屏幕上直观观察，并使用摄影设备记录。如果 SLR 光束的尺寸大于被研究的光学不均匀性的尺寸，屏幕上会观察到对应于介质光学均匀区域的折射图部分，其中 SLR 不会发生畸变。这些部分随后用于确定对应于直接穿过光学不均匀性的 SLR 光线的其他折射图部分的变化幅度。

1.2 辐射源

折射成像系统中使用的辐射源的主要要求是辐射应具有窄方向性，即高空间相干性，并且方向图的轴应高度稳定。大多数以单模模式运行的激光源，即产生指定为 TEM00 的单个低阶横向模式，满足这些要求。纵向模式的数量对折射成像测量几乎没有影响。

以下是用于折射成像的商用激光器的主要参数列表：
| 编号 | 激光类型 | 波长 (μm) | 发散角 (mrad) | 功率 (W) | 脉冲持续时间 (s) |
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