激光多普勒在粒子散射測(cè)量中的應(yīng)用.pdf

1、本文對(duì)激光多普勒在粒子散射測(cè)量中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。本研究分為五個(gè)部分： 第一章綜述了本文的研究背景，以及激光多普勒測(cè)量技術(shù)的歷史和發(fā)展情況，激光多普勒測(cè)量系統(tǒng)光學(xué)器件的概況，同時(shí)還闡述了激光多普勒測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。最后簡(jiǎn)要介紹論文的結(jié)構(gòu)和安排。 第二章本章中介紹了粒子對(duì)平面波／高斯波束的散射理論，即Mie理論和GLMT理論；推導(dǎo)了平面波入射時(shí)粒子的散射光強(qiáng)度和光功率的表達(dá)；并數(shù)值分析了單高斯波束入射時(shí)粒子散射光功率。這是本

2、論文的基礎(chǔ)，為后面的各章內(nèi)容做理論準(zhǔn)備。 第三章本章從數(shù)學(xué)解析方面，對(duì)激光多普勒頻移測(cè)量的基礎(chǔ)理論，包括Doppler原理，Doppler頻移原理，光學(xué)外差探測(cè)原理進(jìn)行了總結(jié)和介紹。推導(dǎo)了多普勒頻移的電場(chǎng)矢量表達(dá)式；然后研究了多普勒頻移測(cè)量技術(shù)中的三類適合本文中PDA測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量光學(xué)模式：參考光模式，雙光束模式和雙散射模式的測(cè)量光路和測(cè)量原理。 第四章根據(jù)Mie理論和Doppler頻移理論，分析了在相干交會(huì)的雙平面波入

3、射下運(yùn)動(dòng)的均勻球形粒子的激光多普勒測(cè)量技術(shù)，推導(dǎo)出了探測(cè)點(diǎn)在入射波平面內(nèi)和探測(cè)點(diǎn)垂直入射波平面兩種在兩相干平面波入射下的LDA散射光強(qiáng)度和散射光功率展開式，展開式中包涵了散射光強(qiáng)度因子和速度因子，并詳細(xì)數(shù)值分析來二維和三維的情況下LDA的散射光功率的空間分布，討論了粒子的折射率，粒子的尺寸，粒子的運(yùn)動(dòng)速度，入射波的波長(zhǎng)，入射波的夾角，入射波的偏振角及探測(cè)距離等參量對(duì)運(yùn)動(dòng)粒子散射光強(qiáng)度和散射光功率的影響。 第五章根據(jù)GLMT理論和

4、Doppler頻移理論，研究了運(yùn)動(dòng)的均勻球形粒子在相干雙高斯波束入射下所產(chǎn)生的激光多普勒頻移散射情況，推導(dǎo)了PDA的散射光強(qiáng)度和散射光功率的表達(dá)式，表達(dá)式中包含了速度因子，并采用幾何光學(xué)近似獲得反射模式和折射模式下的散射相位差，分析了粒徑參量和粒子折射率參量與散射相位差的關(guān)系。針對(duì)PDA測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)水滴，油滴，玻璃，血紅細(xì)胞，白細(xì)胞，血小板等幾種物質(zhì)顆粒構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)值仿真，討論了粒子的折射率，粒子的尺寸，粒子的運(yùn)動(dòng)速度，入