文 献 综 述
1、光学层析技术概述
在现代航空航天、兵器、能源等领域中,需要对复杂气体流场的温度、密度等物理量进行定量测量,如导弹周围空气流场、火箭燃气密度场、风洞中的温度场等等,采用传统的接触法存在着以下缺点干扰被测场分布,只能进行点测量,全场测量难以实现,测量响应速度慢,难以实现瞬态测量。光学测量方法本身具备非接触、无干扰的优点,于是人们针对各种测量对象研究出了多种光学测量技术,可分为散射测量技术、相位测量技术、吸收测量技术等等。虽然这些技术都克服了干扰被测场的缺点,但是在实际中仍无法进行三维的定量测量。在研究这些技术的基础上,光学技术和层析技术相结合,形成了光学层析技术,以激光作为探测源,从多方向投影中提取被测场信息,对被测场进行重建,实现对三维物理量分布的瞬态定量无干扰测量[1]。
由于待测流场中的密度、温度等物理量的分布并不均匀,因此待测场折射率的分布也会产生相应变化。光学层析技术重建待测场的本质应用光学方法测量待测场的折射率分布,再根据格拉斯通一戴尔公式计算流场中的其它物理参量[2]。在探测光线穿过的非均匀分布的折射率场后,待测场对探测光线存在下面三种类型的影响,如图所示
图中光线经非均匀折射率场发生偏转
1）位移,光线通过非均匀折射率场发生偏转,从而与未偏转的光线在屏上有一个位
移
2) 偏转角,探测光线偏转后与原光线之间存在一个夹角
3) 相位差,探测光线偏转后与原光线因光程不同而产生相位差。
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