超高速微小碎片激光测速系统研制及应用

地面超高速模拟实验是研究微小空间碎片撞击效应经济有效的手段,其中等离子体加速器为微米量级碎片的主要地面模拟设备.本文研制了在等离子体驱动微小碎片加速器系统并应用于高速飞行微粒速度测量的激光测速系统.该激光测速系统工作原理是.利用主动激光照明,在颗粒飞行路径上形成光墙,通过检测颗粒通过光墙形成的散射激光,得到微粒到达光墙的时间,利用飞行时间法进行高速微粒速度测量.在激光测速系统原理测试实验中,采用信号响应上升时间小于10 ns,电子渡越时间小于20ns的高灵敏、快响应的光电倍增管,原理试验测得该探测系统的响应时间仅为约70 ns.该响应时间小于速度为15 km/s的颗粒通过3～5mm厚度的片状激光束的理论时间,并验证了该系统灵敏度高、响应时间快的特点,可以满足超高速微粒(8～20 km/s)通过3～5 mm激光墙的时间阈值(约0.1 μs)的需求.目前,激光测速系统已经应用于等离子体加速器发射超高速微粒的试验中,能有效测量等离子体加速器所发射的高速微粒的群速度,对15 km/s及以上速度的超高速颗粒亦能捕捉到有效信号,实现对微粒速度的测量,达到了良好的预期效果.在等离子体微小碎片加速器上开展的超高速撞击试验中,激光测速系统能够实现无损在线速度测量,对等离子体加速器上开展的超高速撞击试验提供了重要帮助.     

双原子分子光谱常数的最小二乘法拟合及计算机程序

分子光谱中,分子常数是至关重要的。本文用最小二乘法原理处理了双原子分子激光感生荧光光谱(LIF)数据,编写了计算机处理程序。此程序简单适用,可以得出较满意的结果。     

深熔激光焊接熔池温度场的数值模拟

利用旋转GAUSS曲面体新型热源模型,忽略深熔激光焊时小孔对传热的影响,建立了移动激光热源作用下的三维数学模型。利用PHOENICS3.4软件,模拟了SUS304不锈钢深熔激光焊接热过程的温度场和熔池熔合线形状,得到了不同焊接速度下的温度场分布云图和＂钉头＂状的熔池形状,试验表明数值模拟结果与试验结果基本吻合。     

全光纤调Q激光器的实验研究

介绍了一种采用马赫－曾特尔干涉仪结构实现调Ｑ的光纤激光器．其中,马赫－曾特尔干涉仪由两个３ｄＢ耦合器和两段光纤（作为干涉仪的双臂）构成．在泵浦功率为３０ｍＷ时,得到了稳定的激光输出,最高脉冲功率达２．６Ｗ,平均功率为１ｍＷ．当重复频率低于１ｋＨｚ时,在１５５７ｎｍ波长处得到光脉冲,半宽为４．２μｓ．此外,在调Ｑ脉冲包络内观察到了自锁模现象．     

燃油喷雾气液两相三维浓度的同步激光测量

燃油喷射瞬态雾化、蒸发及与空气混合过程的研究，是目前国内外柴油机燃烧与净化研究的前沿课题。利用激光技术与计算机图象处理技术，首次提出了对燃油喷雾蒸发过程中，气液两相的油滴密度与燃气浓度的三维分布，进行动态非接触同步定量测量的理论，通过自建的测试系统，给出了部分试验结果，为柴油机燃烧性能及排污的进一步改善提供了一定的理论依据。     

稳态光散射法测粒下限及其影响因素的讨论

在经典Ｍｉｅ散射理论基础上,讨论全方位稳态光散射法激光测粒仪测量粒径的下限及其影响因素,认为通过减小激光测粒仪的系统误差和增大探测的散射角范围,可降低测粒仪的测量下降。     

光电轴角编码器转角精度检测装置研究

为实现对光电编码器转角精度检测、动态数据采集、实时数据传输与误差矫正,本文提出了一种检查装置可以极大地提高检测效率,并可以在线校正编码器精度。首先,采取了多面体及激光自准直平行光管为检测设备的主要仪器,在计算机自动检测并传输的模式下,完成检测与数据采集的过程;然后,对采集数据进行误差计算,并对数据进行分析矫正;经过多组数据采集实验,装置在检测编码器的转角精度时,能够高速、实时的完成数据的传输及计算工作。本装置具有检查速度快、使用方便等优点,减少了人为误差,提高效率6倍以上,可以用于多种型号编码器的检测。可以在检测编码器转角精度时广泛应用,满足编码器转角精度的检查机数据采集系统设计和使用要求。     

基于ICESat-2/ATLAS数据的近海岸水深提取

水深是表征海洋浅水和海岸环境的重要地形要素,光子计数激光雷达可穿透一定深度的水体,为水深信息提取提供可靠的数据支持。以我国南海岛礁为例,利用目前唯一在轨的星载光子计数激光雷达-ICESat-2/ATLAS数据开展岛礁浅水水深提取及精度评价研究。首先根据置信度参数对原始光子数据进行粗去噪,基于点密度分布差异分离水面和水底光子;然后对水面光子采用区间估计方法精去噪,利用RANSAC算法拟合水面高程;通过改进滤波参数,基于改进OPTICS算法对水底光子进行两次聚类,实现水底光子的精去噪,进而通过折射校正和潮汐校正提取近岸水深;最后利用机载LiDAR测深数据进行验证。实验结果表明,与ATL03高置信度光子数据和AVEBM去噪结果相比,该精去噪算法具有更高的F值,分别提高了约5.87%和3.38%;水深提取结果与机载测深数据的R~2为0.91,均方根误差RMSE为0.53m。     

波分复用技术及其在宽带综合业务数字网中的应用

介绍了在波分复用网络中所采用的结构，网络通信协议和选用的光器件。探讨了一些已建成的波分复用网的性能，并加以比较分析。     

利用拉曼光谱测定四氯化碳浓度

为了建立利用拉曼光谱测量物质浓度的方法,采用激光拉曼光谱对CCL4含量进行直接测定。通过不同浓度CCL4的拉曼光谱特征峰强度以及CCL4与溶剂乙醇拉曼特征峰的相对强度比,与CCL4的体积浓度建立线性回归方程。结果表明,线性相关系数达到0.99以上,低浓度（4～35）有更好线性相关,采用内标法能在较大的浓度范围内（4～50）获得更好的准确度。