FPGA在激光快速成像中的應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、電爆炸鋁絲制備納米鋁粉的過(guò)程中，會(huì)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(jié)果的重要因素，對(duì)等離子體的檢測(cè)是完善制備工藝的必要條件。
　　針對(duì)電爆炸過(guò)程中等離子體的檢測(cè)，提出馬赫-曾德激光干涉法。將一束持續(xù)時(shí)間為納秒量級(jí)的激光分為能量相等的兩路光，一路光為信號(hào)光，穿過(guò)爆炸區(qū)，另一路光為參考光，兩路光在觀(guān)察屏中匯合產(chǎn)生干涉條紋。爆炸過(guò)程由于信號(hào)光相位分布發(fā)生變化，而引起干涉條紋及空間激光場(chǎng)的變化，根據(jù)光場(chǎng)的變化，可以測(cè)算

2、爆炸區(qū)域等離子體的分布狀況。
　　本文針對(duì)電爆炸等離子體檢測(cè)系統(tǒng)中爆炸設(shè)備、激光器和 CCD相機(jī)三者之間的同步控制系統(tǒng)提出設(shè)計(jì)方案。由于電爆炸過(guò)程中，爆炸瞬間等離子體持續(xù)時(shí)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(guò)等離子體區(qū)域，并且 CCD相機(jī)及時(shí)打開(kāi)快門(mén)捕捉到干涉圖像。但是由于激光脈沖的寬度為納秒量級(jí)，CCD相機(jī)快門(mén)的時(shí)間精度在毫秒量級(jí)，因此對(duì)同步控制系統(tǒng)的時(shí)間精度提出了很高的要求。
　　

3、針對(duì)項(xiàng)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(jī)一種新的工作模式——反相工作模式，即相機(jī)在無(wú)光照的時(shí)候工作，有光照的時(shí)候停止工作，對(duì)于快速光脈沖的響應(yīng)時(shí)間幾乎為0。工作過(guò)程中，CCD相機(jī)首先處于打開(kāi)狀態(tài)，將爆炸背景光作為系統(tǒng)的觸發(fā)信號(hào)，系統(tǒng)接收到觸發(fā)信號(hào)后，經(jīng)過(guò)延時(shí)發(fā)出兩路信號(hào)，一路信號(hào)發(fā)送給激光器使其發(fā)出激光，另一路信號(hào)發(fā)送給CCD相機(jī)，將相機(jī)關(guān)閉。由于控制系統(tǒng)對(duì)時(shí)間精度要求很高，因此選擇FPGA作為同步控制