背景纹影（BOS）技术在水下激光诱导激波中的应用

我们构建了一种基于背景纹影（BOS）技术的超高速成像系统，以捕获激光诱导的水下激波。该BOS技术能够提供流体的二维密度梯度场，且所需装置简单。成像系统由超高速摄像机、激光频闪仪和图案背景组成。该系统每0.2 $\mu$s拍摄一幅图像。此外，由于受激波扰动的水的密度变化极小，该系统具有 $\sim$ 10 $\mu$m/像素的高空间分辨率。利用此BOS系统，我们考察了激波的时间位置。该位置与传统阴影成像法测得的位置吻合良好，表明该高速成像系统能成功捕获以约1500 m/s速度传播的水下激波的瞬时位置。局部密度梯度可确定至$O$(10$^3$ kg/m$^4$)，这由通过水听器测得的压力时间历程估算的梯度所证实。