分時激光干涉測速技術(shù).pdf

1、激光干涉測速技術(shù)具有非接觸測量、時間分辨率高（ns量級）、測速精確度高(＜2％)及測量動態(tài)范圍大(＞10 km/s)等優(yōu)點，已成為沖擊波物理和爆轟物理實驗研究中的標準技術(shù)之一，并在常規(guī)武器、炸藥爆轟性能、內(nèi)彈道、電炮等眾多研究領(lǐng)域中廣泛使用。因此，探索和研究新的激光干涉測速技術(shù)，提高其性能指標和拓展應(yīng)用范圍，具有重要的學術(shù)意義和良好的應(yīng)用前景。
　　論文從傳統(tǒng)的激光干涉入手，以雙光束激光差頻干涉為基礎(chǔ)，通過理論分析、實驗研究、計算

2、機模擬等手段，對激光差頻干涉技術(shù)進行了系統(tǒng)研究，提出并建立了分時激光干涉測速技術(shù)，組建了測量系統(tǒng)并進行了相關(guān)的實證實驗。論文主要工作有:
　　1、分析了影響雙光束激光差頻干涉的因素和適用條件
　　對激光差頻干涉的頻率范圍、信號調(diào)制度、位相因子等影響干涉的關(guān)鍵因素和適用條件進行了分析。分析表明，在我們關(guān)心的物理參數(shù)測試過程中，受溫度、振動等影響的初始位相對測量結(jié)果的影響可以忽略不計，而雙光束之間的光強之比將對測量信號的對比度帶

3、來較大影響。
　　2、分析了單模光纖干涉測位移系統(tǒng)用于漫反射面的可行性
　　結(jié)合邁克爾遜干涉儀結(jié)構(gòu)和差拍測速儀結(jié)構(gòu)，從理論上分析、闡釋了測位移技術(shù)中對待測面的鏡面要求和僅限低速適用是該技術(shù)的瓶頸問題，采用Fresnel近似，對該技術(shù)應(yīng)用于漫反射面的可行性和單模干涉測量系統(tǒng)進行了推導(dǎo)，從理論上對干涉測位移技術(shù)的理論測速上限進行了解釋，表明采用單模光纖測量系統(tǒng)可以用于漫反射靶面的測試。實際設(shè)計了單模光纖測位移系統(tǒng)，并分別進行了低

4、速的喇叭振動實驗和高速的爆轟驅(qū)動實驗，實驗結(jié)果支持上述理論分析。
　　3、探索了激光干涉測速技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)并進行了數(shù)值模擬和實驗設(shè)計
　　對激光差頻干涉測速度技術(shù)進行了理論分析，結(jié)合激光干涉測速儀結(jié)構(gòu)和測試系統(tǒng)工作特點，分析了關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展前景，進行了相關(guān)技術(shù)的研究，設(shè)計了折反式標準具結(jié)構(gòu)，提高了干涉儀的靈敏度，研制了外腔型長脈沖電光開關(guān)，擴展了光電倍增管的動態(tài)范圍，大大改善了信號質(zhì)量（信噪比）。探索了距離測量法、時間間隔

5、測量法、對比法等三種條紋常數(shù)檢測方法，為評定干涉測速的不確定度奠定了較好基礎(chǔ)。對VISAR的測速精度、速度分辨率、丟失整數(shù)條紋等問題進行了數(shù)值模擬，相應(yīng)的動態(tài)實驗結(jié)果較好的支撐了上述理論分析。
　　4、設(shè)計了光纖VISAR和光纖速度干涉儀測量系統(tǒng)
　　分析了光纖VISAR的工作原理，結(jié)合單摸光纖和光纖耦合器件的結(jié)構(gòu)和工作特點，設(shè)計了光纖VISAR和動態(tài)實驗，在低速的霍普金森桿實驗中得到了較好的實驗結(jié)果。設(shè)計了可用于漫反射面測

6、量的全單模光纖速度干涉儀測量系統(tǒng)，參與干涉的光信號對比度可達到1，采用該系統(tǒng)在低速的霍普金森桿實驗和高速的激光驅(qū)動飛片實驗中均取得較好的動態(tài)實驗結(jié)果，驗證了設(shè)計的有效性。
　　5、提出并開展了分時激光差頻干涉測速度技術(shù)研究
　　從理論上對激光差頻干涉測速度技術(shù)進行了分析，首次提出了分時激光差頻干涉測速度技術(shù)，從應(yīng)用角度對該技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)和發(fā)展前景進行了剖析，對該技術(shù)涉及的關(guān)鍵技術(shù)進行了分析、討論，針對分時激光干涉技術(shù)各關(guān)鍵技