基于CO-,2-激光器的多普勒測速研究.pdf

1、激光多普勒測速雷達技術利用激光多普勒效應測量固體目標的運動速度，或者流場速度分布。與氣球速度儀、流速探針等傳統(tǒng)測速方法相比，激光多普勒測速雷達技術具有不影響目標的運動、信號穩(wěn)定、精度高、惡劣環(huán)境工作等優(yōu)點，被廣泛地應用于科學領域、工業(yè)領域和醫(yī)學領域等。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、光束質量高、輸出模式好、功率高等優(yōu)點，其技術目前已比較成熟，尤其是國內已有多家單位能夠開發(fā)出各種高性能的CO<,2>激光器產

2、品，同時CO<,2>激光器在軍事、航空、氣象、激光加工等領域應用越來越廣泛。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，以及更大的相干長度(可以超過幾十千米)，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速雷達技術的發(fā)展歷史。對該技術所涉及到的基于相對論的多普勒效應基本原理、外差探測原理、激光測速光學布置的幾種基本模式以及各種模式下速度與頻差的

3、關系等進行了分析。 一般來講，與使用其它測速模式相比，使用參考光系統(tǒng)的測速模式可以得到更好的測量精度，這在我們的實驗系統(tǒng)中也得到了很好的驗證，我們的參考光系統(tǒng)的測速精度達到2[％]，并且將實驗距離推進到100米。與參考光系統(tǒng)相比，使用CO<,2>激光器進行雙光束模式的測速實驗，系統(tǒng)構成相對簡單，但實現(xiàn)難度較大，但是考慮劍尚未見到國內此種測速系統(tǒng)的報道，因此對其的研究顯得十分必要，實驗的結果是令人滿意的，測速精度達到3％。