用干涉仪和激光多普勒风速计测量湍流热转移

用干涉仪和激光多普勒风速计测量湍流热转移在研究湍流时广泛地采用光学方法。与经典的接触法相比，光学方法具有突出的优点：实际上没有测量惯性；对被研究介质没有干扰；信息量大。在光学方法中，目前研究得最为充分的是干涉法、阴影法和激光多普勒风速测量法［１］。利...     

第二次激光风速测定术在流体力学中应用国际会议

激光测风术根据调制微粒散射的光来测定风速，散射光是由于微粒运动穿过被照明的测量体而产生的。这种技术主要用于流体力学，在流体动力学中，流速根据与流体对流的粒子速度而推导出。采用这种技术需要髙亮度和高相干性的照明光源，只有使用激光器才能满足这一条件。激光测风速术在发明激光器之后不久就出现了。时间可从1964年Yeh和Cummins的最初实验算起，他们测量了水流中运动微粒散射光所产生的多普勒频移。以后,这种技术在光学系统设计和信号处理两方面已得到迅速而深入的发展，在这两项应用中充分利用了光子相关技术。 由于流体动力学中广泛而更多地使用激光测 风速术也推动了技术发展，这时用光学技术 对速度与湍流作无损绝对测量，且空间分辨率髙，动态范围大。     

在工业上用激光多普勒风速计研究高温气流

最近几年，激光多普勒风速测量技术已作为无扰诊断手段，被广泛而成功地用来研究空气动力流和液体动力流。介绍各种类型流体（比如，风洞、冷自由、射流、海水或血液流）的速度和紊流测量的文章巳发表过很多。然而有关激光风速测量术用于高速射流测量的资料人们却知道得很少。这类资料不仅在航空发动机和燃烧研究中特到有用，而且对焊接技术和火焰切割 技术也很有用。本文的目的是介绍激光多普勒测量在高速火焰中的应用可能性，讨论这种方法的使用范围，还将列举用在高速燃烧流中的几个典型例子。     

半导体激光测速仪

如所周知，激光多普勒风速计的原理可归结为运动物体与已知空间结构的探测光场相交的时间，光场的周期由辐射波长决定。因此半导体激光器在激光多普勒风速中应用的可能性受到辐射的模成分和光谱带与泵浦电流和温度依赖关系的限制。在已报导的使用半导体激光器的激光多普勒风速计系统设计中，对波长稳定性提出严格要求，因为波长λ的不稳定性对测量的相对误差部分贡献等于δλ/λ。实践上容许的测量误差为10-3~10-4。在激光干涉测量法中对λ的要求还要髙几个数量级。本文讨论了激光多普勒风速计一类光学系统的结构，它们对半导体激光器辐射波长的稳定性不敏感。     

1.55 um全光纤相干激光测风雷达技术的研究

风速的监测在气象预测、飞行器的安全保障及风力资源的勘测等方面都有着十分重要的应用。采用1.55 um窄线宽全光纤激光器开展全光纤相干多普勒激光测风技术的研究，建立一套由电机带动转盘转动模拟风速测量装置，利用散射信号产生多普勒频移来校准系统的测量准确性。系统采用的1.55um全光纤脉冲激光器单脉冲能量为10 uJ、脉冲重复频率为20 kHz、脉宽为200 ns, 模拟风速与实际测量结果具有很好的一致性。     

用激光测定网膜血管内的血液速度

美国麻省理工学院的两位研究人员使用激光多普勒测定法测定了人的纲膜血管内的血液的速度。平均流速在纲膜静脉内是1.9厘米/秒，在纲膜动脉内是2.2厘米/秒。     

光学多普勒无创血流测量技术的发展与现状

基于光学多普勒效应的无创血流测量技术具有实时性、无需介质、非侵入式等性质,在临床医疗等领域存在着极大价值与应用前景。目前光学无创血流测量技术主要有激光多普勒血流测量技术、光学相干层析多普勒成像技术和光声多普勒血流测量技术。对这3种技术进行了原理分析,简述了其研究现状,并对这些新型技术的未来和发展进行了展望。     

脉冲激光测速装置

脉冲激光测速装置,是适应高速测量的需要而研制的。本文以小口径步枪弹丸速度测量为例,描述了脉冲激光测速的原理和实验结果。显然,不难将它推广到其他的高速测量上。 脉冲激光测速,是基于光学多普勒效应。光学中的多普勒效应,与声学中的不同,不论是光源相对于接收器运动,还是接收器相对于光源运动,只要接收器——光源视线与其运动方向相一致时,其多普勒频率均是     

随机脉冲串可分辨距离的多普勒激光雷达

随机脉冲串可分辨距离的多普勒激光雷达一种可分辨距离的多普勒激光系统包括激光本机振荡器、光学随机脉冲信号发生器、外差式输出脉冲监视器、外差式接收机、可选择的延迟线、混频器、多普勒分析仪、显示器与多普勒分析仪及显示图相耦合的处理机，该处理机用于处理接收的...     

基于Fizeau干涉仪的激光风速测量技术

设计和讨论了一种利用Fizeau干涉仪进行激光风速测量的原理。该系统采用Fizeau干涉仪进行信号频谱分析 ,形成的梳状干涉图案强度分布可以通过线列CCD探测器测定 ,其重心位置决定信号的多普勒频移量或径向风速。利用Monte Carlo方法模拟计算了该系统的测量精度 ,结果表明 ,在 90 %的光子数探测几率下 ,多普勒测量精度约是单个CCD探测通道谱宽的 10 % ;激光雷达系统风速测量的精度在垂直高度 2km内优于 2m/s。     

液晶在激光光学中的应用

液晶在激光光学中的应用引言本综述试图分析液晶在激光光学中的应用新方向，反映液晶给激光光学带来的新事物，以及激光与液晶相互作用给光学带来的新事物。液晶的物理性质、激光器中使用的液晶元件的主要光学效应见早期综述［１］和专著［２］。液晶作为新的被动激光光学...     

基于光学多普勒频移的低空速测量方法研究

为了解决传统大气数据系统低空速测量不准确的问题，采用了以光学多普勒频移为基本原理的低空速测量方法，并以快速傅里叶变换为数据处理框架构建了一套实验样机，通过标准风洞实验验证，得出系统能稳定测量的最小风速为0.22m/s。结果表明，该系统在不同风速下，均具有较高的分辨率和稳定性。     

法布里-珀罗环转线系统的测风激光雷达技术与数值仿真

设计了基于法布里-珀罗(F-P)条纹技术的非相干多普勒测风激光雷达系统,采用环转线干涉仪光学系统(CLIO)将F-P形成的环状条纹转换成线性条纹成像到具有高量子效率的CCD探测器上进行检测,克服了环状条纹与传统阵列式探测器不匹配的缺点并改善了探测系统的信噪比。采用光学设计软件ZEMAX对该系统进行了光学设计和数值仿真,得到了用于反演风速的不同波长干涉条纹图样,并对重心法和Voigt函数拟合法两种主要的风速反演方法进行了对比讨论。结果表明:用Voigt函数拟合法反演风速误差较小,获得风速在20 m/s时的误差小于0.5 m/s,验证了该系统的设计及数据反演算法的可行性,为测风激光雷达的进一步研制提供了理论依据。     

激光外差雷达制成

美帝雷瑟恩公司研制出一种新型激光脉冲多普勒雷达,其显著特征为单模发射脉冲与目标回波可进行光学外差振荡。公司人员预言,这种系统的一个应用是可以提高空间停泊和空间会合的效率。该系统的关键组成部分是一台脉冲单一红宝石激光本机振荡器。其余组件是一个光学绝缘体和一个功率放大器。激光振荡器的作用是产生一个髙强度的尖峰,其后跟随一个弱的连续波脉冲。最终输出的参考信号与目标回波进行了光学外差振荡,再通过多普勒法计算速度。     

光电子技术与激光基础

SPIE-Vol.4242 0307084SPIE 会议录,卷4242:有序与随机媒质相干光学=Proceedings of SPIE,Vol.4242:Coherent optics of or-dered and random media[会,英]/SPIE Russia Chap-ter.—320P.(E)本会议录收集了在俄罗斯 Saratov 召开的相干光学会议上发表的40篇论文,内容涉及部分随机介质光散射,聚合物薄膜相干光学诊断,相干与部分相干光传播,相干光学在工业与生物医学中的应用,激光测量晶体光学特征,光子晶体,激光多普勒血液流量计。     

后向散射激光多普勒测速仪的实验研究

设计了一种后向散射激光多普勒测速实验装置并成功地用于风速测量。此装置结构简单，操作方便，既可用于远距离流场测量，叉可用于大型燃烧炉和内燃机中的速度测量。     

激光在信息处理方面的一些应用

电光学是激光技术中迅速发展的一个新领域，因为在电子学和光学之间有许多良好的通道。事实上，如果没有电子学专家的合作，激光许多新应用的研制工作就会变得困难起来。对于通讯这一重要领域，也只能初步考虑一些零碎的特征以表明激光应用的可能性。有关这方面，特别是在通讯方面，可参见《电光系统设计》、《光学光谱》、《光学与激光工艺》、《激光领域》等现有的文献和杂志。     

基于多激光光束后向散射的大气风场检测和时域信号分析

系统地研究了一种基于后向散射信号的光学闪烁机理的多激光光束风场测量（MLBM）系统及其性质。在实时检测过程中,使用光学互相关方法对信号进行分析得出了固定距离200m处的近场风速及风向信息;同时,测量并计算了在不同时刻和不同系统摆放情况时的风速。实验结果表明,测量得到的风速与参照风速之间的相对误差小于5％。     

激光技术

应用 127 光学多普勒雷达的调频激光噪声效应 FM laser noise effects on optical doppler radar systems, A.Wksberg, IEEE,Trans.on aerospace and electronic,1972,AES8,pp.791-799。评述了激光多普勒雷达中激光载频的调频噪声的影响,以及由此噪声引起雷达的分辨率极限。 128 GEOS-1 激光脉冲回波波形分析 GEOS-1 laser pulse return shape analysis, .L.Felsentreger,N73-13490. 对GEOS-1卫星上角反射器反射的激光回波脉     

一种新的信号分析方法在激光多普勒信号检测中的应用

为了提高激光多普勒测量固体运动参数的精度，提出了一种新型的非平稳信号分析方法，在算法中应用梯度下降方法推导出算法的系统方程，并且通过庞加莱映射给出系统稳定的存在条件。将该方法应用到激光多普勒测量50m处固体面内位移的信号检测中，对多普勒信号进行处理，估计多普勒频移。测试结果表明，该方法能够准确检测激光多普勒信号，测出数据的相对误差小于0．7％。