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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 高速摄影技术的发展简史 2

1.3 高速摄影设备的分类 3

1.3.1 间歇式高速电影摄影机 3

1.3.2 光学补偿式相机 3

1.3.3 高速录像 3

1.3.4 鼓轮式高速相机 4

1.3.5 脉冲光源多幅高速相机 4

1.3.6 转镜式高速相机 4

1.3.7 网格式高速相机 4

1.3.8 克尔盒高速相机 4

1.3.9 高速全息摄影 4

1.4 高速摄影应用技术 5

1.3.10 高速变像管相机 5

第2章 光学基本知识 7

2.1 光的本性 7

2.1.1 微粒说 7

2.1.2 波动说 7

2.1.3 电磁理论 7

2.1.4 电子论 8

2.1.5 量子论与光子论 9

2.1.6 光的波粒二象性与物质波 10

2.2 光的传播规律 10

2.2.1 几何光学的基本定律 10

2.2.2 费马原理 12

2.2.3 光路可逆定理 12

2.2.4 全反射现象 12

2.3.1 平面镜 14

2.3 光学系统的物像关系 14

2.3.2 平行透明板 16

2.3.3 棱镜 17

2.3.4 球面镜 20

2.3.5 单个折射球面 22

2.3.6 薄透镜 24

2.3.7 薄透镜系统的物像关系 28

2.4 光学仪器 31

2.4.1 眼睛 31

2.4.2 光阑与照相机 32

2.4.3 目视放大镜 36

2.4.4 显微镜 36

2.5 光度学基础 37

2.5.1 光度学的基本定义 37

2.5.2 通过光学系统的光通量、像面亮度和像面照度 40

2.5.3 照相物镜像面的照度 42

2.5.4 光学系统中光能损失 42

2.6 光学系统的像差 43

2.6.1 色差 43

2.6.2 球差 44

2.6.3 慧差 44

2.6.4 像散 45

2.6.5 像面弯曲（场曲） 46

2.6.6 畸变 46

2.7 光波的色散、干涉、衍射和偏振 47

2.7.1 色散和彩色成像原理 47

2.7.2 干涉 48

2.7.3 衍射 50

2.7.3 偏振 53

2.8.1 衍射分辨本领 54

2.8 摄影物镜成像质量的评价标准 54

2.8.2 星点检验 56

2.8.3 光学传递函数 56

第3章 转镜式高速扫描相机 59

3.1 光学原理及成像系统 59

3.2 同步式和等待式扫描相机 60

3.3 主要技术性能 62

3.3.1 扫描速度 62

3.3.2 时间分辨本领 63

3.3.3 成像质量 63

3.3.4 对底片的相对孔径 64

3.4 电控制台工作原理 65

3.5.1 操作程序 69

3.5 相机操作程序和技术安全要点 69

3.5.2 技术安全要点 70

第4章 转镜式高速分幅相机 72

4.1 引言 72

4.2 光学系统及成像原理 72

4.2.1 光学系统 72

4.2.2 光快门 73

4.3 主要技术性能 75

4.3.1 摄影频率和时间分辨本领 75

4.3.2 静态空间鉴别率 76

4.3.3 动态空间鉴别率 77

4.4 分幅相机的质量评价 77

4.5 时间放大技术 79

5.2 相机光学系统及主要性能 81

5.1 概述 81

第5章 同时扫描和分幅高速相机 81

5.3 控制系统 85

5.4 相机的应用实例 85

第6章 高速转镜部件 87

6.1 转镜镜体 87

6.1.1 转镜镜体材料 87

6.1.2 转镜高速旋转时的振动与动平衡 89

6.2 支承和增速机构 90

6.2.1 支承 90

6.2.2 增速机构 91

6.3 转镜室 92

6.4 传感器 93

7.1.1 轴向式气动涡轮 96

7.1 气动涡轮的结构原理及种类 96

第7章 气动涡轮及其供气系统 96

7.1.2 径向式气动涡轮 98

7.2 喷嘴、涡轮的加工 98

7.3 透平实验 99

7.4 供气和控制系统及气路元件 102

7.4.1 供气和控制系统的组成 102

7.4.2 供气系统工作原理及控制线路 102

7.5 气源系统 105

7.5.1 空气压缩机 105

7.5.2 液气分离器 106

7.5.3 单向阀 107

7.5.4 贮气瓶 107

7.6 减压器 107

7.6.3 减压器的种类 108

7.6.2 减压器的一般规范和特性 108

7.6.1 减压器的工作原理 108

7.6.4 减压器的使用和维护 109

7.7 分水滤气器 109

7.7.1 分水滤气器的结构原理 109

7.7.2 分水滤气器的性能 110

7.7.3 分水滤气器的使用安装与维修 110

7.8 电磁阀 110

7.8.1 电磁阀的结构原理 110

7.8.2 电磁阀的特性 111

7.8.3 电磁阀的安装与使用 111

7.8.4 电磁阀的维护与修理 111

第8章 转镜式高速相机的装配、调整和性能测定 113

8.1 常用的装配、校正仪器和工具 114

8.1.1 平行光管 114

8.1.3 自准直望远镜 115

8.1.2 测微目镜 115

8.1.4 大视场平行光管 116

8.1.5 经纬仪 116

8.1.6 水准器 117

8.2 转镜式高速相机的装配与调整 117

8.2.1 机械和光学零件的清洗 117

8.2.2 转镜部件的装配 118

8.2.3 狭缝部件的装调 120

8.2.4 检焦镜分划板十字线的对准 120

8.2.5 分幅排透镜的装调 121

8.3 光路调整 125

8.3.1 机匣内光路的调整 125

8.3.2 总体光路调整 125

8.4.1 静态目视和摄影分辨率的测定 126

8.4． 相机静态性能参数的测量 126

8.4.2 透过率测定 128

8.4.3 视场测定 129

8.4.4 分幅小透镜放大率误差的测定 130

8.5 动态性能参数的测定 130

8.5.1 扫描相机动态像质的测定 130

8.5.2 扫描速度及其不均匀性测定 130

第9章 高速电影摄影机 133

9.1 旋转棱镜补偿式高速电影摄影机 133

9.2 旋转平面反射镜补偿式高速电影摄影机 135

9.3 多台相机的同步使用 137

第10章 高速全息摄影 139

10.1 什么是全息摄影 139

10.2.1 同轴全息图 141

10.2 全息图的分类 141

10.2.2 离轴全息图 142

10.2.3 李普曼（反射式）全息图 142

10.2.4 像平面全息图 143

10.3 拍摄全息图要具备的条件 143

10.3.1 全息摄影使用的光源 143

10.3.2 全息摄影的记录材料 143

10.3.3 全息摄影的防震 144

10.4 全息摄影的应用 144

10.4.1 全息干涉度量技术 144

10.4.2 全息显微术 146

10.5 高速全息摄影 146

10.5.1 全息摄影与脉冲激光器 146

10.5.2 高速全息摄影的应用 147

10.6.1 单幅瞬时全息相机 148

10.6 高速全息摄影机 148

10.6.2 转镜式分幅全息相机 149

10.6.3 光学延时超高速分幅全息相机 149

〔复习思考题〕 149

第11章 高速变像管相机 151

11.1 引言 151

11.2 几种典型的变像管及其相机 152

11.2.1 近贴聚焦变像管 152

11.2.2 静电聚焦变像管 153

11.2.3 真空紫外和软X射线相机 156

11.3 主要技术性能 157

11.3.1 光谱灵敏度 157

11.3.2 时间分辨本领 158

11.3.5 扫描速度非线性 159

11.3.4 动态范围 159

11.3.3 空间分辨率 159

11.3.6 几何畸变 160

11.3.7 光增益 160

11.4 相机安全操作使用要点 160

第12章 高速相机在爆轰试验中的典型应用 162

12.1 爆轰波速度、冲击波速度及自由表面速度的测试技术 162

12.1.1 爆轰波速度及其总作用时间的测试技术 162

12.1.2 冲击波速度及自由表面速度的测试技术 165

12.2 爆轰波阵面平面度及不同事件的同步性测试 170

12.2.1 狭缝扫描法 170

12.2.2 光导束-狭缝扫描法 171

12.3 不同方位的爆轰波测试 172

12.4 飞片速度的测试——阴影摄影 173

12.4.1 飞片平均速度的测量 173

12.4.2 飞片瞬时速度的测量——阴影摄影技术 177

12.5 聚能流的摄影技术——纹影摄影 179

12.6 冲击波作用下固体材料的变形、层裂及飞散 183

12.6.1 圆筒试验 183

12.6.2 层裂 186

12.6.3 破片飞散 186

12.7 冲击波在透明介质中的传播及其相互作用 188

第13章 高速胶片 191

13.1 胶片的性能 191

13.1.1 感光灵敏度 191

13.1.2 写录速度 192

13.1.3 反差系数 194

13.1.4 胶片宽容度 195

13.1.5 光谱灵敏度 195

13.1.7 互易律及互易律失效 196

13.1.6 胶片的分辨率 196

13.2 几种典型的高速胶片 197

13.3 胶片增感技术 197

13.3.1 化学增感 198

13.3.2 光增感 198

13.3.3 氢增感 198

13.4 普拉片 198

第14章 底片测量和数据处理 200

14.1 高速扫描摄影底片的测量 200

14.1.1 同步分散性数据测量 200

14.1.2 连续波形的测量 201

14.1.3 炸药爆速的测量 202

14.2 投影式底片测量仪 202

14.3 分幅底片的测量 203