双差动声--光频移二维激光多普勒测速仪制造技术

双差动声—光频移二维激光测速仪，用氦氖激光器作光源。入射光路由两个１／４波片，一个中性分光器，４个棱镜，一组偏振分光器，三个声—光器件，一台三通道频移发生器和一个入射透镜组成。接收光路由一个接收透镜，一个偏振分离器和两个光检测器组成。三通道频移发生器中有三组晶体振荡器，通过三组不同的频率配置，得到各种频移频率。双差动声—光频移装置在偏振二维激光测速仪中得到实现，降低成本，提高信噪比，扩大了应用范围。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种激光测速仪激光多普勒测速仪是60年代中期发展起来的，到目前为止，国内外采用双差动式声-光频移的二维激光测速仪尚属空白。为了判别流速方向得到正确的分量合成，必须采用激光频移技术。国外现多采用单器件光-电子混合式二维方案，它会带来附加的电子混频噪音，要求频响高于驱动频率的光电器件，装置成本也高，並丧失了光子的实时特性。目前国内外只用在一维激光多普勒测速仪上的单差动方式。相近技术可参阅1.介绍美国TSI公司激光多普勒测速仪产品。〔Laser Velooimetry Systems，TSI Incerporated 1982〕2.欧州专利 专利号243266声光二维流动分析器，当流体经过激光造成的窄光带时，利用粒子的反射光测量流动。〔Acousto-optieal two dimensional flow analyser-employs light reflecting particles to indicate flow when fluid path Crossed laser Produced thin Sheet of light。〕本专利技术研究出一种双差动声-光频移装置，並用于二维激光多普勒测速仪上。本专利技术的要点是双差动声-光频移二维激光多普勒测速仪，是由激光器〔1〕、光路、信号和数据处理四部份组成。该光路采用双差动声-光频移装置，即在光路中插入三个声-光器件〔6〕，由三组不同工作频率的晶体振荡器作驱动源，使三束声-光频移入射光之间的差动光散射混频实现二维流向判别和速度测量。附图 1双差动声-光频移二维激光多普勒测速仪示意图。附图 2三束光的偏振方向及测量体内运动干涉条纹示意图。以下结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。双差动声-光频移二维激光多普勒测速仪可用单色光源，也可用氦氖激光器作光源。其构造原理是可将氦氖激光器〔1〕，发出O.6328μ的光束，经过两个1/4波片〔2〕将偏振方向转变为与水平成45度方向，然后经中性分光镜〔3〕分成两束光。其中一束作为公共光束，另一束经偏振分光镜〔5〕和 镜〔4〕分成两束偏振方向互相垂直的平行光束。在三束光的光路上分别插入三个声光器件〔6〕，以获得二维不同频移量。三通道频移发生器〔7〕是由三组晶体振荡器产生三组不同的工作频率，供三个声-光器件〔6〕作驱动源。将三束一级衍射光作入射光，通过入射透镜〔8〕，将三束衍射光会聚相交(见图二)。通过三束会聚光交点(即测量体)的微粒向四周散射光波，接收透镜〔9〕收集散射光，並由偏振分离器〔10〕将正交偏振光分离开，分别送到两个光检测器〔11〕去。根据光外差原理，在二个光检测器中得到的多普勒信号电流的频率分别为fDA＝ (VA)/(dfA) + fSA，fDB＝ (VB)/(dfB) + fSB式中fSA＝fSⅠ-fSⅡ，fSB＝fSⅠ-fSⅢ，VA，VB分别为A、B方向速度，dfA、dfB为干涉条纹间距，VSA和VSB为条纹运动速度。依靠驱动频率fSⅠ、fSⅡ、fSⅢ之间不同的配置，可以得到二维速度的不同的频移量。其数值要比驱动频率本身小得多。因而可用频响低的光检测器直接通过光外差得到最终的频移频率，而不必再用电子混频方法来降低频率。双差动声-光频移二维激光多普勒测速仪，驱动频率可围绕40MHZ中心工作频率上下变化。依靠三束声-光频移光束光散射的双差动混频，可以大大降低光电器件的频响要求，並提高信噪比。另由于得到的信号不会丧失光子的实时特性，所以还可直接用于光子相关二维速度测量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由激光光源，光路，信号和数据处理四部份构成的激光多普勒测速仪，其特征在于该光路采用通过三束声—光频移入射光之间的差动光散射混频，实现二维流向判别和速度测量的双差动声—光频移装置。

【技术特征摘要】
1.一种由激光光源，光路，信号和数据处理四部份构成的激光多普勒测速仪，其特征在于该光路采用通过三束声-光频移入射光之间的差动光散射混频，实现二维流向判别和速度测量的双差动声-光频移装置。2.按照权利要求1所说的一种激光测速仪，其特征在于三束光的光路上分别插入三个声光器件。3.按照权利要求2所说的一种激光测速仪，其特征在于所说的三个声一光器件，是分别由三组不同工作频率的晶体振荡器驱动的，並构成三通道频移发生器。4.按照权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈熊，于和生，王宗森，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]