分時(shí)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(shí)間分辨率高（ns量級(jí)）、測速精確度高(＜2％)及測量動(dòng)態(tài)范圍大(＞10 km/s)等優(yōu)點(diǎn)，已成為沖擊波物理和爆轟物理實(shí)驗(yàn)研究中的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)和拓展應(yīng)用范圍，具有重要的學(xué)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(shí)驗(yàn)研究、計(jì)算

2、機(jī)模擬等手段，對激光差頻干涉技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出并建立了分時(shí)激光干涉測速技術(shù)，組建了測量系統(tǒng)并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)證實(shí)驗(yàn)。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(hào)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(jìn)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(dòng)等影響的初始位相對測量結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)，而雙光束之間的光強(qiáng)之比將對測量信號(hào)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(jìn)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(jìn)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(shí)際設(shè)計(jì)了單模光纖測位移系統(tǒng)，并分別進(jìn)行了低

4、速的喇叭振動(dòng)實(shí)驗(yàn)和高速的爆轟驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)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(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
　　對激光差頻干涉測速度技術(shù)進(jìn)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(diǎn)，分析了關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展前景，進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的研究，設(shè)計(jì)了折反式標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)展了光電倍增管的動(dòng)態(tài)范圍，大大改善了信號(hào)質(zhì)量（信噪比）。探索了距離測量法、時(shí)間間隔

5、測量法、對比法等三種條紋常數(shù)檢測方法，為評(píng)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(jìn)行了數(shù)值模擬，相應(yīng)的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好的支撐了上述理論分析。
　　4、設(shè)計(jì)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(diǎn)，設(shè)計(jì)了光纖VISAR和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，在低速的霍普金森桿實(shí)驗(yàn)中得到了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。設(shè)計(jì)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(hào)對比度可達(dá)到1，采用該系統(tǒng)在低速的霍普金森桿實(shí)驗(yàn)和高速的激光驅(qū)動(dòng)飛片實(shí)驗(yàn)中均取得較好的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的有效性。
　　5、提出并開展了分時(shí)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(jìn)行了分析，首次提出了分時(shí)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(jìn)行了剖析，對該技術(shù)涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析、討論，針對分時(shí)激光干涉技術(shù)各關(guān)鍵技