一种便携式激光多普勒测速光学系统的设计

谢洪波; 宫仁敏; 韩凛; 于洪朗; 张振华

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.030

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一种便携式激光多普勒测速光学系统的设计

谢洪波 , 宫仁敏 , 韩凛 , 于洪朗 , 张振华

文章导航 > 激光技术 > 2011 > 35(1): 109-111

引用本文:

Citation:

一种便携式激光多普勒测速光学系统的设计

1.
天津大学光电信息科学技术教育部重点实验室, 天津 300072;
2.
北京凯尔科技发展有限公司, 北京 100085

作者简介: 谢洪波(1969-)，男，副教授，博士，主要从事光学成像与光电显示技术的研究 E-mail:hbxie@tju.edu.cn.

中图分类号: TH744.5

Optical system design of a portable laser Doppler velocimeter

1.
Key Laboratory of Opto-Electronics Information Science & Technology of Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China;
2.
Beijing Care Co.Ltd., Beijing 100085, China
CLC number: TH744.5

摘要: 为了将激光多普勒测速技术应用于野外流体速度测量,设计了一种基于双光束模式的激光多普勒测速光学系统,采用光纤耦合半导体激光器作为光源,通过保偏光纤耦合器、保偏光纤准直器以及非球面透镜来实现激光的分束、准直与聚焦,形成干涉条纹,并利用接收透镜、针孔光阑以及雪崩光电二极管检测多普勒信号光。结果表明,所设计的光学系统的空间分辨率为0.046mm3,理论测量误差小于0.59%。系统体积小、装配方便、易携带,适合于野外流体速度测量。
- 激光技术 /
- 光学设计 /
- 激光多普勒效应 /
- 流体
Abstract: An optical system of a laser Doppler velocimeter based on dual-beam mode was designed for flow velocity measurement in field, and error analysis was discussed with experimental results performed. In order to create interference fringe, the beam of a fiber-coupled laser diode was split by a polarization maintaining fiber coupler, then both the beams behind the fiber coupler were collimated by fiber collimator and focused by an aspheric lens. In order to detect Doppler signal, a collecting lens and pinhole was used to project the useful scattering light onto an avalanche photo diode. Resolution of the built optical system was 0.046mm3, and measurement error was less than 0.59% in theory. Because of its advantages such as small size, integration and convenience, the system is suitable for field measurement.
- laser technique /
- optical design /
- laser Doppler effect /
- flow

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一种便携式激光多普勒测速光学系统的设计

作者简介: 谢洪波(1969-)，男，副教授，博士，主要从事光学成像与光电显示技术的研究 E-mail:hbxie@tju.edu.cn

1. 天津大学光电信息科学技术教育部重点实验室, 天津 300072;
2. 北京凯尔科技发展有限公司, 北京 100085

收稿日期: 2010-03-31
录用日期: 2010-05-19
网络出版日期: 2011-01-25

关键词:

摘要: 为了将激光多普勒测速技术应用于野外流体速度测量,设计了一种基于双光束模式的激光多普勒测速光学系统,采用光纤耦合半导体激光器作为光源,通过保偏光纤耦合器、保偏光纤准直器以及非球面透镜来实现激光的分束、准直与聚焦,形成干涉条纹,并利用接收透镜、针孔光阑以及雪崩光电二极管检测多普勒信号光。结果表明,所设计的光学系统的空间分辨率为0.046mm3,理论测量误差小于0.59%。系统体积小、装配方便、易携带,适合于野外流体速度测量。