张天舒，金 光，刘春雨

(1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033;2.中国科学院大学，北京 100049)

1 引 言

人眼具有视觉暂留特性，其限制了人们观察和分析高速运动过程，因而各种类型的高速摄影仪器应运而生[1-2]。高速摄影是研究高速运动过程的有效方法，在各个领域都有广泛应用[3-5]，它具有高时间分辨率，能跟踪快速变化过程。高速相机大致分为以下几类：间歇式高速摄影机、光学补偿式高速相机、鼓轮式高速相机、脉冲光源多幅高速相机、转镜式高速相机、网格式高速相机、克尔盒高速相机、高速全息摄影机以及变相管高速相机等[6-7]。早期的高速相机大多不能较好地解决高速响应和高灵敏度二者之间的矛盾。应用像增强器的高速数字分幅相机弥补了以上缺陷，时间和空间分辨率高，光增益可调，光谱范围宽，信息处理功能丰富。

各发达国家早已开展这方面的研究，并达到相当高的水平，而且已经实际应用于科学技术研究领域。如德国PCO公司HSFC pro超高速像增强型分幅相机，美国斯坦福计算机光学公司XX Rapid Frame多通道高速相机，以及美国CORDIN公司MODEL 214-8和MODEL 222-4G等，最短曝光时间可以达到0.2 ns，帧间时间间隔最小可达0.02 ns。国内有很多研究机构也开始研制超高速数字分幅相机，主要包括深圳大学、西安光学精密机械研究所、北方夜视技术股份有限公司、杭州浙大滨松光子科技有限公司及天津市天隆科工贸开发总公司等。但是这些高速相机普遍具有时间分辨率低、空间分辨率低、动态范围小等缺点，与国外相机相比性能较差，难以实现较高质量的分幅摄影。……