基于多普勒效应的水波特性实验装置的设计

设计了一种基于多普勒效应的水波特性实验装置,在频闪光源照射下,通过毛玻璃屏,可直接观察多普勒效应的现象,通过设计的光电检测装置测量出水波的频率及频率的变化情况,实现水波多普勒频移的数字化测量.当波源位置固定,波源以一定频率振动,根据多普勒效应,通过实时测量多普勒频率,测量出探头的速度,进而推算出水波波速.该装置有利于多普勒效应的水波特性研究,直观演示了多普勒频移现象.     

多普勒振镜正弦调制多光束激光外差测量玻璃厚度的方法

本文提出了一种多普勒振镜正弦调制多光束激光外差测量玻璃厚度的新方法. 基于激光外差技术和多普勒效应, 通过做简谐振动的多普勒振镜对不同时刻入射光的频率进行正弦调制, 把待测厚度信息加载到外差信号的频率差中, 通过快速傅里叶变换对外差信号解调后可以同时得到多个待测玻璃厚度值, 经加权平均处理可以提高待测厚度的测量精度. 利用这种新方法, 通过MATLAB仿真测量了不同玻璃厚度值, 结果表明：该测量结果的最大相对误差小于0.008%.     

多普勒效应测量声速实验的设计

介绍了设计性实验"多普勒效应测量声速."该实验要求学生理解多普勒效应测量声速的原理,利用气垫导轨实验和声速的测定实验仪器,设计出一套多普勒效应测量声速的实验装置,并利用该实验装置测量声速.     

超声多普勒效应测量声速实验设计

利用多普勒效应来测量声速是大学物理中的一个重要的实验。本文介绍了设计性实验"超声多普勒效应测量声速",利用多普勒效应综合实验仪,设计出一套超声多普勒效应测量声速的实验装置,并利用该实验装置测量声速。     

基于PASCO数据采集装置的激光测速实验探究

探究了基于光多普勒效应和PASCO数据采集装置的激光测速实验,分别获取了液体流速和固体(光纤探针)运动速度的多普勒信号,利用多普勒信号可以测定它们的速度,并用“双光纤测速法”对比说明了测固体运动速度的精度.     

水波色散关系测量方法探讨

介绍了一种自制的水波测量装置.该装置使用LabVIEW控制,可以用3种方法(驻波法、行波相位法和多普勒效应法)测量水波色散关系.实验比较了3种方法的优劣,并对改进提出了建议.     

激光多普勒测量中信号的误差分析

激光多普勒测量技术在流体以及固体表面测量中得到了广泛的运用。由于影响测量的误差源较多 ,因而在实际的测量过程中 ,激光多普勒测量的精度并不是非常的高。影响测量精度的误差主要是激光多普勒频率增宽 ,高斯光束的干涉以及安装误差。通过控制不同的系统参数 ,可以消除或减小相应的误差     

激光多普勒技术在固体测量方面的运用

介绍了激光多普勒测量技术的原理和后散射型固体表面测量方式。通过声光调制器的偏频后 ,能够确定物体的运动方向。对多普勒信号进行光学外差处理并对多普勒信号进行测相 ,可以提高测量的精度。用差动微分多普勒技术进行测量 ,可以消除由固体表面特性和激光光强的波动引起的误差。     

多普勒振镜正弦调制多光束激光外差二次谐波测量微冲量

提出了一种正弦调制多光束激光外差二次谐波测量微冲量的新方法,将激光与工质靶作用产生的微冲量转化为扭摆的转动角度测量,基于激光外差技术和多普勒效应,把待测转角信息加载到外差信号的频率差中,经信号解调后可以得到待测转角值,通过多次测量取平均值的方法可以提高待测转角的测量精度,从而提高微冲量的测量精度。利用这种新方法,以PVC+2%C为工质靶,利用MATLAB仿真测量了激光与工质靶作用产生的微冲量,结果表明:该测量的最大相对误差小于0.8%。     

基于振动抑制高精度宽带激光扫频干涉测量方法

本文研究了基于振动抑制的高精度宽带激光扫频干涉测量方法.在激光扫频干涉测量中振动引起目标位移,导致在测量信号拍频中叠加了多普勒频移,该频移量通常远大于目标实际位移产生的频率变化,直接计算目标距离将造成测距精度下降.为解决该问题,本文首先建立了振动对宽带激光扫频干涉测距系统的影响模型,分析了振动对测距的影响机理,通过对测量系统的色散失配效应进行补偿降低了色散影响,然后对测量信号进行交叠分时Chirp Z变换计算不同时刻目标距离,进一步结合卡尔曼滤波方法对目标距离信息进行状态估计,使测量的标准差由185.4μm降低到9.0μm,有效降低了环境振动对测量结果的影响,提高了测量精度.该方法在不需要改变激光扫频干涉绝对距离测量装置的条件下,为进一步提高振动环境中的测距精度提供了解决方法,降低了装置复杂度和成本.     

激光多普勒微振动信号的直接强度解调

在传统的激光多普勒测振方法中,频移信号的检测通常需要具有比较复杂的频率或相位解调系统。从激光多普勒频移和干涉理论出发,提出了一种测量振幅小于纳米量级的方法———直接强度解调法。分析了直接强度解调法的适用范围。实验中利用了迈克尔逊干涉仪结构,采用了直接强度解调的方法。对振幅约为1nm的振动信号来说,其信噪比为23dB。     

THz干涉测量用于障碍物后振动传感的研究

为探索THz干涉技术用于障碍物后振动传感的可行性,采用工作波长214.58 μm （对应频率约1.4 THz）的CO2激光器泵浦气体太赫兹源搭建了一套基于迈克尔逊干涉仪结构的THz干涉测量装置,实验研究了薄纸板遮挡后敲击目标镜产生的微小振动,利用相位分析法和频谱分析法对振动干涉信号进行处理,得到了振动位移随时间的变化以及不同时段振动频率的分布情况,测得的峰峰值振幅最小为7.98 μm,最大为17.54 μm,振动峰值速度为2.7 mm/s,振动频率最小21 Hz,最大58 Hz.研究结果表明THz干涉测量技术能有效克服传统振动传感技术无法穿透障碍物的缺点,是一种简便有效的障碍物后振动传感的新型手段,预示了THz技术在振动检测相关领域的广阔应用前景.     

迈克耳孙干涉仪应用功能的扩展

通过对迈克耳孙干涉仪的简易改装,实现了光速测量、透明固体和液体的折射率测量、金属丝弹性模量测量以及多普勒效应的演示,拓展了迈克耳孙干涉仪的应用功能.     

光的多普勒效应实验--介绍一个自学物理实验

介绍利用一台迈克耳孙干涉仪,配上一套自制的可使反射镜缓慢移植的简易装置进行光的多普勒效应测速实验。     

TDLAS中激光器IM/FM相位延迟实时测量方法研究

在基于谐波检测法的TDLAS（可调谐二极管激光吸收光谱)系统中,在通过改变激光器注入电流实现激光频率扫描和调制的同时引起激光强度的变化,激光器输出信号的强度-频率(IM/FM)相位延迟_m的变化将直接导致谐波系数波动,带来系统误差。提出一种利用光纤迈克尔逊干涉仪实现激光器输出信号强度-频率(IM/FM)相位延迟_m的测量方法,能在激光器调制测量的同时实时测量相位延迟_m。实验结果表明,激光器输出信号强度-频率(IM/FM)相位延迟_m与理论值π有一定差异。研究提出的方法可以用来实时补偿信号强度-频率(IM/FM)相位延迟_m对气体浓度测量结果的影响。     

Description of a coherent light technique to detect the tangential and radial vibrations of an arch dam

This paper describes a technique in which a laser light vibration sensor based on a Michelson interferometer is used. With a 5 mW laser the instrument will make measurements on a moving target at ranges greater than 200 m without using retro-reflective materials. Careful optimization of the electro-optic design reduces the effects of environmental disturbances and allows vibration amplitude resolution of 0·2 μm with a flat response in the bandwidth 0·1–150 Hz. Field tests and actual measurements of the radial and tangential displacements of an arch dam are shown.     

迈克尔孙干涉仪组合实验的改进与设计

采用HNL-55700多束光纤He-Ne激光器、钠光、日光灯作为相干光源，利用自光相干长度小的特点对迈克尔孙干涉仅调节优化，并对组合实验提出改进和设计。     

Highly accurate laser wavelength meter based on Doppler effect

We have built an accurate wavelength meter based on a Michelson interferometer characterized by a high stability velocity moving system. The unknown wavelength is determined from the Doppler frequency shifts of the output beams of the Michelson interferometer. The reference laser is a frequency stabilized helium-neon laser. A counting resolution of 2.6 × 10⁻⁹ for an integration time of 30 s has been obtained. The apparatus has been used to determine the wavelength of a second frequency stabilized helium-neon laser and the result has been compared to those given by two different methods: frequency beating in regards to the national reference and using a commercially available scanning-Michelson wavemeter. Taking into account the statistical errors, we achieved a relative accuracy on the unknown wavelength of 6.4 × 10⁻⁸ at 1σ.     

Laser frequency control by spectrally depleted destructive two-beam interference

We describe, and present experimental evidence to support, a new technique capable of producing sufficient frequency displacement and bandwidth compression to permit near perfect coincidence in frequency and width between the output of a CO₂-TEA laser and a Doppler broadened absorption line. This is accomplished by replacing one of the laser end mirrors with a Michelson interferometer that is adjusted for destructive interference and by placing the absorbing gas in one of its arms.     

Analysis of a Young–Michelson tandem interferometer

In a Young–Michelson tandem interferometer a Michelson interferometer is illuminated through a pair of Young slits. The pattern produced by this set-up is analyzed theoretically. The consequences of small misalignments and uncompensated arms in the Michelson interferometer are studied. The effects of the spatial and temporal partial coherence of the source are also explored. Experimental results using a laser source are shown to be in good agreement with the predicted theoretical calculations.