FPGA在激光快速成像中的應用技術研究.pdf

1、電爆炸鋁絲制備納米鋁粉的過程中，會伴隨著等離子體的產(chǎn)生，而等離子體的產(chǎn)生是影響鋁粉生產(chǎn)結果的重要因素，對等離子體的檢測是完善制備工藝的必要條件。
　　針對電爆炸過程中等離子體的檢測，提出馬赫-曾德激光干涉法。將一束持續(xù)時間為納秒量級的激光分為能量相等的兩路光，一路光為信號光，穿過爆炸區(qū)，另一路光為參考光，兩路光在觀察屏中匯合產(chǎn)生干涉條紋。爆炸過程由于信號光相位分布發(fā)生變化，而引起干涉條紋及空間激光場的變化，根據(jù)光場的變化，可以測算

2、爆炸區(qū)域等離子體的分布狀況。
　　本文針對電爆炸等離子體檢測系統(tǒng)中爆炸設備、激光器和 CCD相機三者之間的同步控制系統(tǒng)提出設計方案。由于電爆炸過程中，爆炸瞬間等離子體持續(xù)時間短，僅有幾十微秒，為了拍攝到清晰的干涉條紋，需要在爆炸產(chǎn)生的瞬間，激光穿過等離子體區(qū)域，并且 CCD相機及時打開快門捕捉到干涉圖像。但是由于激光脈沖的寬度為納秒量級，CCD相機快門的時間精度在毫秒量級，因此對同步控制系統(tǒng)的時間精度提出了很高的要求。
　　

3、針對項目要求，本文提出的同步控制系統(tǒng)的解決方案如下：首先，提出 CCD相機一種新的工作模式——反相工作模式，即相機在無光照的時候工作，有光照的時候停止工作，對于快速光脈沖的響應時間幾乎為0。工作過程中，CCD相機首先處于打開狀態(tài)，將爆炸背景光作為系統(tǒng)的觸發(fā)信號，系統(tǒng)接收到觸發(fā)信號后，經(jīng)過延時發(fā)出兩路信號，一路信號發(fā)送給激光器使其發(fā)出激光，另一路信號發(fā)送給CCD相機，將相機關閉。由于控制系統(tǒng)對時間精度要求很高，因此選擇FPGA作為同步控制