基于CO-,2-激光器的多普勒測(cè)速研究.pdf

1、激光多普勒測(cè)速雷達(dá)技術(shù)利用激光多普勒效應(yīng)測(cè)量固體目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度，或者流場(chǎng)速度分布。與氣球速度儀、流速探針等傳統(tǒng)測(cè)速方法相比，激光多普勒測(cè)速雷達(dá)技術(shù)具有不影響目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)、信號(hào)穩(wěn)定、精度高、惡劣環(huán)境工作等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。CO<,2>激光器做為一種良好的激光光源，具有高增益、相干性好、光束質(zhì)量高、輸出模式好、功率高等優(yōu)點(diǎn)，其技術(shù)目前已比較成熟，尤其是國(guó)內(nèi)已有多家單位能夠開(kāi)發(fā)出各種高性能的CO<,2>激光器產(chǎn)

2、品，同時(shí)CO<,2>激光器在軍事、航空、氣象、激光加工等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。與使用其他激光器相比，使用CO<,2>激光器能夠得到更高的功率，以及更大的相干長(zhǎng)度(可以超過(guò)幾十千米)，而且CO<,2>激光是大氣的傳輸窗口，其在大氣中傳輸時(shí)的功率損失也比其他激光要小一些。 本文回顧了激光多普勒測(cè)速雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展歷史。對(duì)該技術(shù)所涉及到的基于相對(duì)論的多普勒效應(yīng)基本原理、外差探測(cè)原理、激光測(cè)速光學(xué)布置的幾種基本模式以及各種模式下速度與頻差的

3、關(guān)系等進(jìn)行了分析。 一般來(lái)講，與使用其它測(cè)速模式相比，使用參考光系統(tǒng)的測(cè)速模式可以得到更好的測(cè)量精度，這在我們的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中也得到了很好的驗(yàn)證，我們的參考光系統(tǒng)的測(cè)速精度達(dá)到2[％]，并且將實(shí)驗(yàn)距離推進(jìn)到100米。與參考光系統(tǒng)相比，使用CO<,2>激光器進(jìn)行雙光束模式的測(cè)速實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)難度較大，但是考慮劍尚未見(jiàn)到國(guó)內(nèi)此種測(cè)速系統(tǒng)的報(bào)道，因此對(duì)其的研究顯得十分必要，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是令人滿意的，測(cè)速精度達(dá)到3％。