利用激光多普勒外差原理对振动物体测量及分析

霍雷; 曾晓东; 安毓英; 冯喆珺; 曹长庆

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.007

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利用激光多普勒外差原理对振动物体测量及分析

霍雷 , 曾晓东 , 安毓英 , 冯喆珺 , 曹长庆

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引用本文:

Citation:

利用激光多普勒外差原理对振动物体测量及分析

1.
西安电子科技大学物理技术学院, 西安 710071

作者简介: 霍雷(1983-)，男，博士研究生，现主要从事激光外差探测方面的研究。.

通讯作者: 曾晓东, xdzeng@xidian.edu.cn ;

中图分类号: TN247

Vibration measurement and analysis by means of laser Doppler heterodyne principle

1.
Institute of Physics and Technology, Xidian University, Xi'an 710071, China

Corresponding author: ZENG Xiao-dong, xdzeng@xidian.edu.cn ;

CLC number: TN247

摘要: 为了测量低频振动物体频率和振幅,采用激光多普勒测量和外差相干检测方法,建立一个利用激光外差干涉技术测量多普勒效应的实验,进行了理论分析和实验验证,取得了频率标准偏差数据。结果表明,系统检测物体振动频率,并对振源频率500Hz进行测量并且验证有效性,测量标准偏差小于5.610-8;系统信号探测强度和物体振幅呈线性关系,证明随压电陶瓷电压降低探测振幅强度减小。这一结果对了解振动目标特性是有帮助的。
- 激光技术 /
- 外差探测 /
- 多普勒效应 /
- 外差干涉 /
- 频移
Abstract: Laser Doppler measurement methods and coherent heterodyne detection were adopted to measure the frequency and amplitude of low frequency vibration. An experiment setup was built, based on which the Doppler effect was measured with a heterodyne laser interferometer and the standard frequency deviation was obtained. The results shows that the system can detect the object vibration at less than 500Hz frequency, and the measurement standard deviation is less than 5.610-8; The strength of the system detection signal is linear with the amplitude of object, demonstrating that the intensity detection amplitude reduces with the drop of the voltage of the piezoelectric ceramic. The result is helpful to know the characteristics of vibration targets.
- laser technique /
- heterodyne detect /
- Doppler effect /
- heterodyne interference /
- frequency shift

[1]	AN Y Y,ZENG X D.Optical detection principle[M].Xi'an:Xidian University Press,2004:56-72(in Chinese).
[2]	WANG Y,CHEN J B,ZHUANG S L.Experimental verification of laser Doppler effect[J].Laser Technology,2010,34(2):170-172(in Chinese).
[3]	ZHANG X L,TANG W Y.Study on liquid surface wave detection based on laser Doppler effect[J].Laser Technology,2010,34(2):210-213(in Chinese).
[4]	BARIK T K,ANUSHREE A,KAR S.A simple experiment on diffraction of light by interfering liquid surface waves[J].America Journal of Physics,2005,73(8):720-730.
[5]	SAKAI K,CHOIP K,TANAKA H,et al.A new light scattering technique for a wide-band ripplon spectroscopy at the MHz region[J].Review of Science Instrument,1991,62(5):1190-1193.
[6]	ZHONG Zh,TAN J B.Study on fast ultra-precision measurement model in laser heterodyne interferometry[J].Acta Optica Sinica,2005,25(6):791-794 (in Chinese).
[7]	DUTTON D,GIVENS M P,HOPKINS R E.Some demonstration experiments in optics using a gas laser[J].American Journal of Physics,1964,32(5):355-361.
[8]	HARIHARAN P,WARD B.Interferometry and the Doppler effect an experimental verification[J].Journal of Modern Optics,1997,44(2):221-223.
[9]	JOO K N,ELLIS J D,SPRONCK J W,et al.Simple heterodyne laser interferometer with subnanometer periodic errors[J].Optics Letters,2009,34(3):386-388.
[10]	CHEN Z F,LU H B,ZHANG Sh Z.A novel wide range nano-resolution ultra-precise diameter measurement instrument[J].Aviation Precision Manufacturing Technology,2001,37(4):32-34(in Chinese).
[11]	CHU X Ch.Research on key technology of nanometer displacement measurement by grating[D].Changsha:National University of Defense Technology,2005:12-14(in Chinese).
[12]	XU D M,WENG C F,LEI M R.Research on the high accuracy displacement measuring and display system[C] //Chinese Society Modern Technology Equipment 7th International Symposium on Test and Measurement.Beijing:International Academic Publishers,2007:3515-3518(in Chinese).
[13]	CHAN H M,YEN K S,RATNAM M M.Crack displacement sensing and measurement in concrete using circular grating Moiré fringes and pattern matching[J].Proceedings of SPIE,2008,7155:715529/1-715529/8.

[1]	王燕 , 陈家璧 , 庄松林 . 激光多普勒效应的实验验证. 激光技术, 2010, 34(2): 170-172. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.008
[2]	张晓琳 , 唐文彦 , 张春富 , 王军 . 基于激光多普勒效应的液体表面波探测研究. 激光技术, 2010, 34(2): 210-213. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.018
[3]	刘洪冰 , 李玉栋 , 崔国新 , 张艳峰 , 陈靖 , 许京军 , 孙骞 . 马赫-曾德尔外差干涉椭偏仪非线性误差分析. 激光技术, 2009, 33(3): 239-242.
[4]	乐燕芬 , 李霄夏 , 句爱松 . 激光外差干涉仪相位计的设计. 激光技术, 2014, 38(1): 119-123. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.01.026
[5]	朱东华 , 张晓晖 . 基于激光多普勒效应的舰船尾流探测研究. 激光技术, 2006, 30(3): 298-300.
[6]	唐孝容 , 李剑峰 , 张大勇 , 陶彦辉 , 刘海涛 . 高速运动飞片的F-P干涉测量技术研究. 激光技术, 2007, 31(2): 172-174.
[7]	王元庆 , 何炬 , 马泳 , 余寅 , 张念 , 梁琨 . 随机噪声对海洋布里渊激光雷达测量的影响. 激光技术, 2015, 39(1): 6-12. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.01.002
[8]	赵育良 , 许兆林 , 李开端 . 基于CCD的激光微位移测量系统研究. 激光技术, 2003, 27(1): 73-75.
[9]	武继江 , 石邦任 , 孔梅 , 刘支华 . 级联布喇格声光互作用的频移与光束偏转分析. 激光技术, 2004, 28(1): 23-25.
[10]	缪正祥 , 李重光 , 张中恒 . 基于角谱理论的频移插值法衍射计算. 激光技术, 2014, 38(1): 87-90. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.01.019
[11]	王可宁 , 刘允雷 , 陈海滨 , 郭子龙 . 移频延时自外差法的DFB激光器线宽测量. 激光技术, 2018, 42(5): 633-637. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.05.010
[12]	娄本浊 . 一种测量液体旋光特性的共光路外差干涉技术. 激光技术, 2012, 36(1): 5-7,12. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.002
[13]	杜志广 , 颜树华 , 林存宝 , 王国超 , 魏春华 . 双路信号相位同步测量系统设计与实现. 激光技术, 2016, 40(3): 315-319. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.03.003
[14]	马泳 , 林宏 , 冀航 , 董天临 . 基于边缘探测技术的激光单稳频指标分析. 激光技术, 2007, 31(5): 469-472.
[15]	邓博于 , 赵尚弘 , 李勇军 , 程振 , 张曦文 . 一种基于星间光链路的帧同步与频偏估计方法. 激光技术, 2016, 40(2): 264-269. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.02.024
[16]	赵世杰 , 张鹏 , 张永芹 , 杨玉萍 , 邓勇 . 基于激光回馈效应的多普勒测速技术. 激光技术, 2012, 36(2): 160-164,169. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.004
[17]	王亚伟 , 胡惠芳 . 小功率前向式LDV改制为双向式LDV的方法. 激光技术, 1995, 19(3): 141-145.
[18]	许贝贝 , 陆健 , 张宏超 , 高楼 , 唐懋 . 高真空激光等离子体的同步移相干涉诊断及仿真. 激光技术, 2024, 48(1): 14-19. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2024.01.003
[19]	李慧 , 王志敏 , 张丰丰 , 王明强 , 李家佳 , 崔大复 , 彭钦军 , 许祖彦 . 全固态单频激光技术. 激光技术, 2016, 40(1): 141-147. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.01.031
[20]	王忠凯 , 毕建民 , 周昕 , 陈建国 , 陈涌 , 杨泽后 , 孙鹏 . 激光多普勒双光束横向测速技术研究. 激光技术, 2006, 30(2): 183-185.

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利用激光多普勒外差原理对振动物体测量及分析

通讯作者: 曾晓东, xdzeng@xidian.edu.cn;

作者简介: 霍雷(1983-)，男，博士研究生，现主要从事激光外差探测方面的研究。

1. 西安电子科技大学物理技术学院, 西安 710071

收稿日期: 2010-11-24
录用日期: 2010-12-13
网络出版日期: 2011-09-25

关键词:

摘要: 为了测量低频振动物体频率和振幅,采用激光多普勒测量和外差相干检测方法,建立一个利用激光外差干涉技术测量多普勒效应的实验,进行了理论分析和实验验证,取得了频率标准偏差数据。结果表明,系统检测物体振动频率,并对振源频率500Hz进行测量并且验证有效性,测量标准偏差小于5.610-8;系统信号探测强度和物体振幅呈线性关系,证明随压电陶瓷电压降低探测振幅强度减小。这一结果对了解振动目标特性是有帮助的。