激光多普勒原理
最新激光多普勒测速讲解ppt课件
Nd3＋:YAG激光器
突出优点：阈值低和具有优良的热学性质，这就使得它适 于连续和高重复率工作。 Nd3＋:YAG是目前能在室温下连续工作的唯一实用的固体 工作物质，在中小功率脉冲器件中，特别是在高重复率的 脉冲器件中，目前应用Nd3＋:YAG的量，远远超过其它固 体工作物质。可以说， Nd3＋:YAG从出现至今，大量使用， 长盛不衰。
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典型气体激光器(续)
离子(Ar＋)激光器：以气态离子的不同激发态之间的激发跃迁进 行工作的气体激光器。 Ar＋激光器的激光谱线很丰富，主要分布在蓝绿光区，其中， 以0.4880m蓝光和0.5145m绿光两条谱线最强。 Ar＋激光器既可以连续工作，又可以脉冲状态运转。连续功率 一般为几瓦到几十瓦，高者可达一百多瓦，是目前在可见光区 连续输出功率最高的气体激光器。 它已广泛应用于全息照相，信息处理，光谱分析及医疗和工业 加工等许多领域 。
D L N
SD2 L2 4 4N2
光程差则可以表示为 L4SNLD
cc
提高测角精度的方法：加大直径、增加圈数。 实用的环形激光测角采用光纤陀螺仪。
图6-39 光纤陀螺仪示意图
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第5章 典型激光器介绍
各种工作物质、运转方式的激光器不断出现。 按工作波段分类：红外和远红外激光器、可见光激光器、 紫外和真空紫外激光器、X射线激光器。 按运转方式分类：连续激光器、脉冲激光器、超短脉冲激 光器。 按激光器工作物质分类：固体激光器、气体激光器、染料 激光器和半导体激光器。
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气体激光器
气体激光器是以气体或蒸气作为工作物质的激光器。 与其它种类的激光器相比较，气体激光器的突出优点:输出光束的质量 好(单色性、相干性、光束方向和稳定性等)。因此，在工农业生产、国 防和科学研究中，都有广泛的应用。 三种典型气体激光器： ➢ He-Ne激光器：具有结构简单、使用方便、光束质量好、工作可靠和 制造容易等优点，至今仍然是应用最广泛的一种气体激光器。主要谱 线是0.6328m红光，黄光(0.594m)、绿光(0.543m)和橙光 (0.606m、0.612m)
激光多普勒测速仪介绍(LDV)
激光多普勒测速仪1 激光多普勒测速仪概念激光多普勒测速仪(LDV: Laser Doppler Velocimetry)，是应用多普勒效应，利用激光的高相干性和高能量测量流体或固体流速的一种仪器，它具有线性特性与非接触测量的优点，并且精度高、动态响应快。
由于它大多数用在流动测量方面，国外习惯称它为激光多普勒风速仪（Laser Doppler Anemometer，LDA)，或激光测速仪或激光流速仪（Laser Velocimetry，LV)的。
示踪粒子是利用运动微粒散射光的多普勒频移来获的速度信息的。
因此它实际上测的是微粒的运动速度，同流体的速度并不完全一样。
幸运的是，大多数的自然微粒（空气中的尘埃，自来水中的悬浮粒子）在流体中一般都能较好地跟随流动。
如果需要人工播种，微米量级的粒子可以同时兼顾到流动跟随性和LDV测量的要求。
图1 德国elovis激光多普勒测速仪2 激光多普勒测速仪组成（1）激光器（2）入射光学单元（3）频移系统（4）接受光学单元（5）数据处理器3 激光多普勒测速仪基本原理仪器发射一定频率的超声波，由于多普勒效应的存在，当被测物体移动时（不管是靠近你还是远离你）反射回来波的频率发生变化，回收的频率是(声速±物体移动速度)/波长，由于和波长都可以事先测出来（声速会随温度变化有所变化，不过可以依靠数学修正），只要将回收的频率经过频率-电压转换后，与原始数据进行比较和计算后，就可以推断出被测物体的运动速度。
图2 激光多普勒测速仪基本原理图4 激光多普勒测速仪特点和应用1）激光多普勒测量仪应用多普勒频差效应的原理，结构紧凑、重量轻、容易安装操作、容易对光调校；2）激光多普勒测量仪可以在恒温，恒湿，防震的计量室内检定量块，量杆，刻尺和坐标测量机等。
3）激光多普勒测量仪既可以对几十米甚至上百米的大量程进行精密测量，也可以对手表零件等的微小运动进行精密测量；既可以对几何量如长度、角度、直线度、平行度、平面度、垂直度等进行测量，也可以用于特殊场合，诸如半导体光刻技术的微定位和计算机存储器上记录槽间距的测量等等。
Dantec 激光多普勒测速仪(LDA)原理说明书
The probe and the probe volume.激光多普勒测速仪（LDA ）原理简介激光多普勒测速仪是Dantec 公司最先采用多普勒原理，对一维到三维流动速度和粒子浓度进行同步、无接触实时测量的世界顶尖测量仪器。
它可以对以超音速、几乎静止不动或环流湍流中作反向流动的特性进行测量。
原理由布拉格单元输出的两束强度相同的光，其中一束被加了一个频移。
这两束光通过聚焦进入光纤，然后被传输到探头。
这些光经过一个聚焦透镜在探测体内相交于一点。
在探测体内，由于光的干涉现象，光的强度被调整而产生干涉条纹。
干涉条纹的距离是由激光的波长和两光束的角度决定的：()2/sin 2θλτ=d当流体流过探测体时，流动速度信息来自于流体中所带的微小“播种”粒子的散射光。
散射光中包含了一个多普勒频移，它与和这两个光束等分线垂直的速度分量成比例，X 轴的分量如图所示。
光电探测器把光强度的波动转化成电信号，即多普勒脉冲。
多普勒脉冲在信号处理器中被过滤和放大，然后经过频率分析（诸如快速傅立叶变换）确定多普勒频率。
干涉条纹的距离提供了粒子运动距离的信息；多普勒频率提供了时间信息；由于速度等于距离除以时间，即距离乘以频率，从而可以获得粒子的速度信息。
值得说明的是，Dantec 公司的LDA 系统可以很容易得升级成用于两相流动测量的相位多普勒测量系统（PDA ）Doppler frequency to velocity transfer function fora frequency shifted LDA systemAir vortex measured by FlowExplorer流体速度和湍流测量——FlowExplorer激光多普勒测速仪精确的流体速度测量FlowExplorer是一个高集成度高精度的激光多普勒（LDA）流体测量系统，可用于流体和湍流的研究。
FlowExplorer系统可以测量单一速度分量或者同时测量两个方向的速度分量。
激光多普勒测速实验教程
激光多普勒测速实验教程
一、实验概述
激光多普勒测速实验是一种常用的测速方法，通过测量目标物体表面反射回来的激光光束频率变化，从而得出目标物体的速度。
本实验将介绍激光多普勒测速的原理、实验装置搭建、实验步骤及注意事项。
二、实验原理
激光多普勒效应是指当激光束照射到运动的物体表面时，反射回来的光束频率会因为物体运动而发生变化。
根据多普勒效应公式，可以得出：
$$f_r = f_0 \\cdot \\left(1 + \\frac{v}{c} \\cdot \\cos\\theta\\right)$$
其中，f r为接收到的激光频率，f0为激光发射频率，v为物体运动速度，c为光速，$\\theta$为激光与物体运动方向的夹角。
三、实验装置
该实验所需装置包括： - 激光发射器 - 激光接收器 - 反射镜 - 运动平台 - 计算机
四、实验步骤
1.将激光发射器和激光接收器固定在实验台上，使其间距一定。
2.在运动平台上放置反射镜，调整反射镜位置，使激光光束正好反射回
激光接收器。
3.启动激光发射器，发射激光光束照射到运动平台上的反射镜。
4.记录激光接收器接收到的频率数据，并测量反射镜在运动平台上的速
度。
5.利用多普勒效应公式计算出反射镜的运动速度，与实际测得的速度进
行对比。
五、注意事项
1.实验中需注意激光光束安全，避免直接照射眼睛。
2.反射镜位置调整需准确，确保激光正好反射回激光接收器。
3.实验过程中要小心操作，避免损坏实验装置。
通过本实验，可以深入了解激光多普勒测速的原理与应用，提高实验操作能力和理论水平。
激光多普勒原理 知乎
激光多普勒原理知乎全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：激光多普勒原理是一种通过激光技术来测量目标速度的原理。
它利用了多普勒效应，即当光源和观测者相对运动时，光波频率会发生变化的现象。
激光多普勒原理在军事、航天、气象、医疗等领域都有广泛的应用。
激光多普勒原理的基本思想是，激光束照射到目标表面后，被目标反射并返回激光传感器。
当目标表面相对传感器运动时，激光的频率就会因多普勒效应而发生变化。
通过测量这个频率变化，就可以计算出目标的速度。
这种方法比传统的速度测量方法更精准、更快速。
在激光多普勒原理中，利用了激光的单色性和一束光束的一致性，使得测量结果更为准确。
激光束的高强度和方向性也是其优势之一，能够在远距离内实现高精度的速度测量。
在军事领域，激光多普勒原理被广泛应用于导弹制导、火控系统、无人机监测等领域。
通过测量目标速度，可以帮助军方实现对目标的追踪和打击，提升作战效率和精度。
在航天领域，激光多普勒原理可用于对飞行器的速度测量和轨道调整。
通过准确测量飞行器的速度，可以保证其飞行轨道和速度稳定，确保任务的顺利完成。
在气象领域，激光多普勒原理可以应用于风速和风向的测量。
对于气象预报和天气预警等工作至关重要，激光多普勒原理为气象专家提供了更为准确的观测手段。
在医疗领域，激光多普勒原理可以用于血流速度的测量。
通过测量血流速度，可以及时发现和诊断心血管疾病，指导临床治疗。
激光多普勒原理是一种非常重要且实用的技朋术。
它的广泛应用领域和高精度测量能力，使其在各个领域都有着重要的地位。
随着技术的不断进步和发展，相信激光多普勒原理会更加完善和成熟，为人类的生活和发展带来更多的便利和进步。
第二篇示例：激光多普勒原理是指利用激光作为光源，通过多普勒效应来实现速度测量或者距离测量的一种技术。
它广泛应用于气象、航空、医学、军事等领域，并且在激光雷达、激光制导等方面也有很重要的应用。
激光多普勒原理的基本原理是利用光的多普勒频移来实现速度测量。
激光多普勒测振原理
激光多普勒测振原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊这个激光多普勒测振原理呀！这玩意儿可神奇啦，就好像是给物体的振动来了个超级特写！
你想想看啊，激光就像是一道神奇的光线，能超级精准地捕捉到物体的微小振动。
它就像是一个特别厉害的侦探，能察觉到那些我们肉眼根本注意不到的细微动静。
平常我们看东西振动，那也就是模模糊糊感觉到在动，可激光多普勒测振原理呢，能把这些振动的细节都给挖出来，一丝一毫都不放过。
这就好比我们平常看东西是近视眼，而激光就是那个让我们瞬间变成千里眼的神奇法宝呀！
它是怎么做到的呢？其实就是利用了激光的特性啦。
激光那可是直直的，不会跑偏的，就这么直直地照在物体上。
然后呢，物体一振动，激光反射回来的信息就变啦，就像给了我们一个信号：嘿，这里有情况！然后科学家们就能通过这些信号，算出物体振动的各种信息，什么频率啦、幅度啦，统统都能知道。
这可太有用啦！比如说在一些精密仪器的制造里，要是不知道这些振动的情况，那可不行呀！就像盖房子，根基不牢怎么行呢？激光多普勒测振原理就是给这些精密仪器打牢根基的重要手段呢。
还有啊，在一些科研领域，研究物体的振动特性那可是至关重要的。
没有这个原理，很多研究都没法开展呢！它就像是打开科学大门的一把钥匙，没有它，门都进不去呀！
你说神奇不神奇？是不是感觉这个激光多普勒测振原理特别厉害？咱生活中的好多东西都离不开它呢！它就默默在那里发挥着大作用，让我们的生活变得更美好，更先进。
所以啊，可别小瞧了这个看似不起眼的原理，它可是有着大能量呢！。
多普勒激光测振仪原理
多普勒激光测振仪原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊多普勒激光测振仪原理，这玩意儿可神奇啦！你看啊，这就好比我们在听音乐的时候，能感受到声音的高低起伏。
多普勒激光测振仪呢，就是能精确捕捉到物体振动的那个“小机灵鬼”。
想象一下，一个物体在那动啊动的，就像一个调皮的小孩子在蹦蹦跳跳。
而多普勒激光测振仪呢，就像一双超级敏锐的眼睛，紧紧地盯着它，不放过它的任何一个小动作。
它是怎么做到的呢？简单来说，就是通过激光啦！激光就像一束神奇的光箭，直直地射向要测量的物体。
然后呢，当物体振动的时候，这束光就会跟着发生变化。
这就好像你对着平静的水面扔一块石头，水面会泛起涟漪一样。
你说神奇不神奇？它能把这些微小的变化都给捕捉到，然后转化成我们能看懂的数据。
这可真是太厉害啦！咱再打个比方，这多普勒激光测振仪就像是一个厉害的侦探，能从那些细微的线索中找到真相。
物体的振动就是它要破解的谜团，而它总能凭借自己的本事，把答案给找出来。
而且啊，它的应用可广泛啦！在各种领域都能看到它的身影。
比如在制造业，它能帮忙检测产品的质量，看看有没有什么瑕疵。
在科研领域呢，科学家们用它来探索各种未知的现象，解开一个又一个的谜题。
你想想，要是没有它，我们得错过多少重要的信息啊！它就像一个默默无闻的英雄，在背后为我们的科技发展贡献着力量。
它真的是太重要啦！它让我们对物体的振动有了更深入的了解，让我们能更好地掌握各种事物的特性。
它就像是一把打开未知世界大门的钥匙，让我们能看到更多的精彩。
总之啊，多普勒激光测振仪原理可真是个了不起的东西！它让我们的生活变得更加丰富多彩，让我们能在科技的海洋中畅游无阻。
难道不是吗？让我们一起为这个神奇的小玩意儿点赞吧！。
激光多普勒测速讲解PPT课件
νs1 νs 2
νi νi
υ
c
υ
c
(es
(es
ei1)νi
ei2 )νi
νDs
υ
c
(ei2
ei1)νi
应用前面的推导 νDs
2u i
sin
2
或u
iνDs 2 sin
2
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血液流速的测量
➢ 图6-34是激光多普勒显微镜光路图
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（多普勒频移）； ➢ 双散射光束型多普勒测速：检测两束散射光之间的频差
（多普勒频差）。
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参考光束型多普勒测速
图6-32所示为参考光束型测速方法的光路的原理图
设 Ei (t) 和ES (t) 分别表示参考光和散射光的电矢量的瞬时值 则
Ei t Ei exp j2νit i ES t ESexp j2νSt S
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其它激光器
准分子激光器：(如ArF，193nm，用于光刻机) 自由电子激光器：工作物质是自由电子束，利用电子加速器 。 ➢ 输出的激光波长可在相当宽的范围内连续调谐，原则上可从厘米波一 直调谐到真空紫外。 ➢ 可以获得极高的光功率输出。 ➢ 将在激光分离同位素、激光核聚变、光化学、激光光谱和激光武器等 方面有着重大的应用前景。目前，自由电子激光器仍处于试验阶段。 化学激光器：将化学能直接转换成激光 、输出的激光波长丰富 、高 功率、高能量激光输出 。 光纤激光器。
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固体激光器
固体激光器是以掺杂离子的绝缘晶体或玻璃作为工作物质的激 光器。 常采用的固体工作物质仍然是红宝石、钕玻璃、掺钕钇铝石榴 石(Nd3＋:YAG)等三种 。 固体激光器的特点：输出能量大(可达数万焦耳)，峰值功率高 (连续功率可达数千瓦，脉冲峰值功率可达千兆瓦、几十太瓦)， 结构紧凑，牢固耐用。 广泛应用于工业、国防、医疗、科研等方面，例如打孔、焊接、 划片、微调、激光测距、雷达、制导、激光视网膜凝结、全息 照相、激光存储、大容量通信等。
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激光多普勒原理
激光多普勒原理是指利用激光束与运动物体相互作用，通过观测散射光的频率变化来测量物体的速度。
激光多普勒原理基于多普勒效应，即当发射源和接收源相对于一个物体运动时，发射源发射的波频率就会相对接收源的观测频率发生变化。
如果物体向激光束的发射源运动，则观测到的频率将比激光频率更高，而如果物体远离发射源，则观测到的频率将比激光频率更低。
基于这个原理，激光多普勒原理可以通过测量散射光的频率变化来确定物体的速度。
当激光束照射到运动物体上时，散射光的频率与物体的速度相关。
测量频率变化后，可以通过多普勒公式计算出物体的速度。
激光多普勒原理被广泛应用于雷达、气象、医学等领域。
例如，它可以用于测量车辆的速度、飞机的速度、天气雷达中测量降雨速度等。
此外，在医学中，激光多普勒原理也被用于血流速度的测量。