基于复合光栅投影的快速傅里叶变换轮廓术

在实际傅里叶变换轮廓术测量中,获取条纹图的零频分量对傅里叶变换轮廓术的测量精度和测量范围有很大影响,甚至妨碍三维面形的正确重建。π相移技术常被用来消除零频分量对傅里叶变换轮廓术测量的影响,但它需要采集两帧具有π相位差的条纹图。这影响了傅里叶变换轮廓术测量方法的实时性。提出采用复合光栅投影来实现从一帧条纹图中消除零频对傅里叶变换轮廓术测量的影响,该复合光栅是由两个不同频率的载频分别调制与其方向垂直的两帧具有π相位差的条纹并叠加形成的。实验表明,同传统的π相移方法相比,提出的新方法没有明显降低π相移傅里叶变换轮廓术的的测量精度,因此能真正实现实时高速测量。     

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.     

全光纤速度干涉仪设计及应用

针对冲击波物理与爆轰物理等研究领域中对高速运动物体进行连续速度测量的需求,设计了一种全光纤速度干涉仪.该干涉仪采用单模光纤作为光传输和延迟元件,对t和t-τ两个时刻由于速度变化而引起的多普勒差拍信号进行检测.由于两个时刻的两束光信号对应的待测物体速度变化不大,因而两者几乎有相等的频移量,从而大大降低了差拍信号频率.并且,通过光纤长度的改变,灵活调节条纹常量(τ值),使差拍信号频率不超过记录系统的带宽,从原理上解决记录系统响应带宽受限问题,拓展测速的上限.单模光纤的采用,对漫反射光起到了较好的选模作用,使干涉仪实现了对漫反射靶的测量.实验设计了1.5m.s-1和150m.s-1两种条纹常量,对低速过程的霍普金森杆实验和高速过程的激光驱动实验分别进行了测试,取得较好结果,证明了该干涉测试技术的有效性.     

用于激光驱动飞片诊断的线成像速度干涉仪

设计并建立了一套完整的线成像激光干涉测速系统,用于激光驱动技术中小尺寸飞片或样品一条线上所有点的速度测量。它将激光压缩为线状照射到靶面,用成像物镜收集靶面的漫反射光并传递到广角迈克尔逊干涉腔中形成干涉,产生的梳妆干涉条纹作为信号载体,用变像管扫描相机记录条纹随时间的变化,用不同位置的条纹移动量反推出不同位置的速度分布,实现空间分辨。系统具有50 ps响应时间和20μm空间分辨能力。用该系统测量了激光驱动飞片的速度场,清晰的扫描干涉图像直观显示了飞片的运动过程和各点的速度差异。用傅里叶变换方法对干涉图像进行处理,得到了靶面一条线的速度和位移分布。     

块状光学材料电流传感器的传感头研究概述

基于法拉第效应的块状光学材料电流传感器具有极其优良的性能,非常适于测量高电压大电流的系统以提高设备安全性并降低成本。传感头是决定该类传感器性能的关键部分,但目前反射相移成为制约其发展的主要因素,为解决该问、题,国内外提出了多种传感头材料和结构及其改进方案。文中介绍近年来该领域的研究情况,并指出各种方案的优缺点。     

同轴全息术用于粒子场测量的数值模拟

 采用数值方法模拟了同轴全息术测量粒子场的过程，对两种不同的数值算法＿直接傅里叶变换算法和卷积算法，进行了分析和比较，结果表明卷积算法符合实际要求。分析了记录图像的空间频谱及其对图像采样频率的要求，得出了在记录波长、采样间隔等条件一定的情况下的最小记录距离。对于一幅512×512像素的数字图像，若像元尺寸为6.7 μm，所用光波长为532 nm，则最小记录距离为43.2 mm。在此基础上对实验记录的振幅和相位型静态粒子的数字全息图，均得到了满意的数值再现像。     

沟槽结构飞片的波剖面测量与数值模拟研究

应用线、面结合激光速度干涉仪(VISAR)技术,对点爆散心爆轰产物驱动带沟槽飞片的自由面速度进行了实验测量,获得了飞片表面长12mm的一条线上点的速度-时间历程,以及飞片起跳后1、3、5μs 3个特定时刻飞片表面10 mm范围内速度的二维分布。同时用LS-DYNA对实验模型进行了数值模拟,所得结果与实验测量结果符合较好,表现出线、面结合VISAR技术在研究非均匀材料动态响应上的应用潜力。     

高时空分辨线成像VISAR在爆轰波物理中的应用

为弥补离散多点激光干涉测速技术空间分辨力弱、系统复杂和成本高的缺点,研制了一套适用于爆轰波物理诊断的高时空分辨的线成像VISAR,其响应时间小于400ps,在约12mm线视场时空间分辨小于100μm。将该仪器应用到空腔驱动平面靶、空腔驱动台阶靶、接触爆轰驱动双样品靶和接触爆轰驱动楔形复合靶的爆轰实验诊断中,实验结果体现了线成像VISAR超高的连续空间分辨能力。线成像VISAR技术将能为爆轰波物理领域中的某些特殊测速需求提供技术支持。     

光采样模数转换系统的幅度控制及测试

针对2×2光采样时分复用系统幅度不稳定的特性进行了分析,结果表明幅度不稳定来自于两个方面:一是由于复用系统每一级的两路插入损耗不同,时分复用系统每一级的插损不均匀性造成的幅度抖动会逐级累加,从而系统对于每一级两路插入损耗一致性有比较高的要求;二是由于复用过程中的路径多样性造成了脉冲之间的偏振态互不相同,而电光调制器偏振敏感的特性使得采样系统难以正常工作。针对上述两个原因,采用衰减器与偏振控制器对脉冲幅度及偏振态进行精密调节,使幅度不一致性得到有效控制,并通过模拟信号采样测试了该系统的性能。实验结果表明,系统有效比特数为2.35bits。     

JSG-1激光速度干涉仪的性能及其应用实例

本文介绍JSG-1型激光速度干涉仪的工作原理、性能及其特点,并给出了在化爆条件下,以此测量铁、钨样品自由面速度的实验结果。