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基于CO_2激光器的多普勒测速研究

王忠凯

  激光多普勒测速雷达技术利用激光多普勒效应测量固体目标的运动速度,或者流场速度分布。与气球速度仪、流速探针等传统测速方法相比,激光多普勒测速雷达技术具有不影响目标的运动、信号稳定、精度高、恶劣环境工作等优点,被广泛地应用于科学领域、工业领域和医学领域等。CO_2激光器做为一种良好的激光光源,具有高增益、相干性好、光束质量高、输出模式好、功率高等优点,其技术目前已比较成熟,尤其是国内已有多家单位能够开发出各种高性能的CO_2激光器产品,同时CO_2激光器在军事、航空、气象、激光加工等领域应用越来越广泛。与使用其他激光器相比,使用CO_2激光器能够得到更高的功率,以及更大的相干长度(可以超过几十千米),而且CO_2激光是大气的传输窗口,其在大气中传输时的功率损失也比其他激光要小一些。本文回顾了激光多普勒测速雷达技术的发展历史。对该技术所涉及到的基于相对论的多普勒效应基本原理、外差探测原理、激光测速光学布置的几种基本模式以及各种模式下速度与频差的关系等进行了分析。一般来讲,与使用其它测速模式相比,使用参考光系统的测速模式可以得到更好的测量精度,这在我们的实验系统中也得到了很好的验证,我们的参考光系统的测速精度达到2%,并且将实验距离推进到100米。与参考光系统相比,使用CO_2激光器进行双光束模式的测速实验,系统构成相对简单,但实现难度……   
[关键词]:激光;多普勒测速;信噪比;回波信号;快速傅立叶变换
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:四川大学2006年
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