激光干涉测速中信号光纤的模式色散对速度测量的影响

详细分析了测量任意反射面的激光干涉测速系统(VISAR)中信号光纤的模式色散对速度测量的影响,建立了数学分析模型,数值模拟了色散对比度因子与测速系统所使用的条纹常数和被测速度增量之间的关系。研究结果表明:（1）测速时使用的条纹常数越大,信号光纤模式色散的影响越小;（2）被测速度越大,信号光纤模式色散的影响越大;（3）阶跃折射率光纤的色散影响比剃度折射率光纤大得多。通过本项研究,给出了减小信号光纤模式色散的有效措施,对提高VISAR的干涉图对比度及测试精确度具有重要作用。     

角色散FP干涉测速技术应用与分析

发展了固定腔结构的角色散FP干涉测速系统,干涉仪结构紧凑,采用固定腔标准具,实现了干涉 条纹永久免调,并且条纹常数的标定非常简单。该系统可用于靶面反射光强动态变化很大的场合,在电炮驱 动Mylar膜飞片实验中,光强变化达100倍时仍然获得了很好的结果。分析了标准具厚度误差、标准具端面 不平行、干涉条纹动态展宽和扫描图像畸变等因素对系统测量精度的影响以及系统的速度和时间分辨能力。     

VISAR测速中的信号丢失及丢失条纹数的确定

论述了VISAR测速中信号频率与被测速度增量的关系和光电倍增管、数字示波器所能响应的最高速度增量.分析了信号丢失的原因,给出了丢失条纹数的确定方法.最后对VISAR应用中如何正确选择条纹常数提出了建议.     

测量温度和位移的光纤Fabry-Perot干涉仪

本文描述了两种光纤Fabry-Peort干涉仪的原理、结构和制造方法.采用光频调制方法用以辨别干涉时域条纹的移动方向,实现了对温度和位移的测量.另外还介绍了条纹计数检测的电路原理.     

激光干涉测速中信号光纤色散测量

为对激光干涉测速系统(VISAR)中信号光纤的色散特性进行快速测量,搭建了一种基于时域法的 多模光纤色散测量装置。该装置由532nm 的皮秒激光器、快响应光电探测器以及宽带数字示波器组成,通 过对输入光纤前后的光脉冲时间宽度进行测量,来获得光纤的脉冲响应3dB脉宽(即色散时间)。利用该装 置分别对一根长度为123m 的国产梯度折射率光纤以及一根10m 长的阶跃折射率光纤在532nm 波长附近 的色散特性进行了测量。测得的梯度折射率光纤色散时间为(68316)ps,对应3dB频响带宽为646MHz; 阶跃折射率光纤色散时间为(163114)ps,对应频响带宽为271MHz。对实验结果进行了测量不确定度分 析,并与理论计算值进行了比较,获得了较好的一致性。研究表明,利用该实验装置,可对激光干涉测速应用 中信号光纤的色散特性进行迅速、准确的测量,从而为实验中信号光纤类型、长度等的合理选用提供参考。     

VISAR测速中的信号丢失及丢失条纹数的确定

论述了ＶＩＳＡＲ测速中信号频率与被测速度增量的关系和光电倍增管、数字示波器所能响应的最高速度增量。分析了信号丢失的原因,给出了丢失条纹数的确定方法。最后对ＶＩＳＡＲ应用中如何正确选择条纹常数提出了建议。     

VISAR数据处理新方法及程序

分析了不同VISAR数据处理方法的原理 ,并在此基础上开发了新的VISAR数据处理程序。该程序采用极坐标法作为计算内核 ,消除了各路信号的不灵敏区 ;计算所需的各个参数相位差、振幅因子的比值 等采用参数拟合的方法从实验信号本身得出 ;程序可以处理信号缺失的情况 ,当四路信号只取得三路时 ,数据处理能照样进行 ;程序的后期处理功能可以判断丢失条纹的数目并恢复速度历史。初步讨论了参数误差对结果的影响。     

爆炸箔起爆器小尺寸飞片速度测试

设计了一套爆炸箔起爆装置,通过精确控制桥箔-飞片-加速腔三者的定位,在飞片表面镀一定厚度的铝膜（铝膜的质量与飞片的质量相比可忽略）,合理选择VISAR探头的工作距离和与干涉腔延迟时间相关的条纹常数,屏蔽测试系统以及加设滤光片等,利用VISAR测试技术有效解决了小尺寸飞片速度的测试问题。给出了两种尺寸0.7 mm0.025 mm和0.5 mm0.025 mm飞片的速度测试结果。结果表明,采取新的措施后,获得了信噪比好、能正确反映爆炸箔起爆器驱动飞片物理过程的信号和飞片速度历史。     

单光束楔形镜云纹干涉法

本文利用单光束楔形镜云纹干涉法代替传统的双光束云纹干涉法进行位移场和应变场的测量.单光束云纹干涉法具有光路简单,不受环境干扰等特点.本文将云纹干涉法的波前理论与近代光学信息技术有机地结合起来,对单光束干涉系统进行了分析,得到了记录的光强和再现的位移应变公式.利用该系统,得到了三点弯矩形梁的全场位移条纹图和应变条纹图.     

一种区分测量重力和角速度的冷原子干涉实现方法

冷原子干涉惯性测量同时敏感线性加速度和旋转角速度.为了实现对这两种参数的分别测量,通过对冷原子团施加水平方向的多个时间域Raman脉冲,使其分裂成水平方向速度不同的两部分原子并使速度差增大,再施加竖直方向的Raman脉冲序列,构成两个原子平均运动速度不同的子干涉仪.利用角速度引起的干涉相位差与原子平均运动速度有关而加速度与之无关的原理,提出使其中分离的一部分原子水平方向平均速度为零和使两部分原子水平方向平均运动速度方向相反的两种测量方案.利用现有实验数据进行理论分析计算,其结果表明该方法可以实现对重力加速度和旋转角速度的分别测量.     

外载荷作用下水泥砂浆复合材料中的弹性波波速分析

为研究水泥基复合材料中弹性波频散特性,应用主频分别为50kHz、300kHz和1MHz三种声波探头,对钢纤维体积含量分别为0.5%、1.0%和3.0%的三种钢纤维增强水泥砂浆试件进行了单轴压缩下的弹性波测试实验。结果表明:在加载初始阶段,P波波速随着载荷增大而明显增大,但这种增大趋势逐渐减弱,并达到一个较稳定的值。随着钢纤维体积含量增加,波速有增大趋势。S波具有类似趋势,但其增幅比P波小得多。三种材料均表现出一定的频散效应。为消除材料在初始加载过程的非线性特性影响,采用了相对波速的方法,并讨论了相对波速的频散效应。结合多组份未胶结模型和Hashin-Shtrikman上限模型,应用一种无量纲理论模型,对比分析了弹性波波速频散规律。     

Theoretical research on rotational dispersion coefficient of fiber in turbulent shear flow of fiber suspension

The rotational dispersion coefficient of the fiber in the turbulent shear flow of fiber suspension was studied theoretically. The function of correlation moment between the different fluctuating velocity gradients of the flow was built firstly. Then the expression, dependent on the characteristic length, time, velocity and a dimensionless parameter related to the effect of wall, of rotational dispersion coefficient is derived. The derived expression of rotational dispersion coefficient can be employed to the inhomogeneous and non-isotropic turbulent flows. Furthermore it can be expanded to three-dimensional turbulent flows and serves the theoretical basis for solving the turbulent flow of fiber suspension.     

research on rotational dispersion coefficient of fiber in turbulent shear flow of fiber suspension

The rotational dispersion coefficient of the fiber in the turbulent shear flow of fiber suspension was studied theoretically. The function of correlation moment between the different fluctuating velocity gradients of the flow was built firstly. Then the expres- sion, dependent on the characteristic length, time, velocity and a dimensionless parameter related to the effect of wall, of rotational dispersion coefficient is derived. The derived expression of rotational dispersion coefficient can be employed to the inhomogeneous and non-isotropic turbulent flows. Furthermore it can be expanded to three-dimensional turbulent flows and serves the theoretical basis for solving the turbulent flow of fiber suspension.     

高频纵向导波在钢杆中传播特性的研究

计算了钢杆中纵向轴对称导波模态的衰减频散曲线和群 速度频散曲线. 分析了1~3MHz范围内高频纵向轴对称超声导波在钢杆中的传播特 性. 理论分析表明，各高阶纵向模态都存在一个衰减最小值，在此衰减最小值所对应频率下 的高阶模态能传播较远距离，可用于钢杆导波检测. 建立实验系统，采用轴对称同端激 励接收的方法，根据第1次端面回波做出群速度和端面回波幅值随频率变化曲线，实验结 果与理论分析基本吻合. 表明考虑材料衰减特性的钢杆频散曲线可以作为实验指导依据.     

Refractive index profiling across a candle flame using speckle techniques

Speckle techniques for refractive index measurements are analyzed theoretically. It is demonstrated that the resulting speckle pattern is equivalent to the ordinary pattern convolved with a function representing the effect of light deflection, while the obtained interference pattern is modulated by a background representing the autocorrelation function of the diffuser. The technique is applied to the region above a candle flame. An improved quality of the interference fringes is achieved with a multiple-exposure technique.     

基于改进匹配追踪算法的化爆地震波信号时频特征提取

通过化爆地震波信号的时频分析可以获取丰富的地下岩层信息,为进一步的化爆地震波特性研究提供支撑。本文中利用爆炸地震波信号的非平稳随机特性,提出一种改进的匹配追踪算法(matching pursuits),该方法能更有效地获取化爆地震波信号的时频信息。该算法首先对地震波信号进行Hibert变换,将其转换成复数信号,获得爆炸地震波信号瞬时频率相位参数,再进行子波分解,从而显著提高了匹配追踪算法的运算速率;用分解后的信号计算其魏格纳威利分布(Wigner Ville distribution),有效地消除了交叉干扰项的影响。将该方法用于实测地震波信号的时频分析,获得了分辨率较高的时频分布图,且运算速率大大提高。