激光多普勒在粒子散射測量中的應用.pdf

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

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

3、射下運動的均勻球形粒子的激光多普勒測量技術(shù)，推導出了探測點在入射波平面內(nèi)和探測點垂直入射波平面兩種在兩相干平面波入射下的LDA散射光強度和散射光功率展開式，展開式中包涵了散射光強度因子和速度因子，并詳細數(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，粒子的運動速度，入射波的波長，入射波的夾角，入射波的偏振角及探測距離等參量對運動粒子散射光強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，研究了運動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，推導了PDA的散射光強度和散射光功率的表達式，表達式中包含了速度因子，并采用幾何光學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PDA測量系統(tǒng)，對水滴，油滴，玻璃，血紅細胞，白細胞，血小板等幾種物質(zhì)顆粒構(gòu)建了數(shù)學模型進行了實驗數(shù)值仿真，討論了粒子的折射率，粒子的尺寸，粒子的運動速度，入