氣泡激光測量總結(jié)

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1、1.激光在水中氣泡微粒的后向散射特性使用倍頻調(diào)Q的ND：YAG固體激光器，測得信號有三部分組成，水體后向散射信號，目標(biāo)后向散射信號，池壁回波信號。實(shí)驗結(jié)果，隨著激光能量的增加，水體和目標(biāo)后向散射均增加；隨著目標(biāo)位置的增加，水體后向散射信號變化不大，目標(biāo)后向散射信號增加，距離過近（4m）目標(biāo)后向散射信號飽和；小視場接收系統(tǒng)下目標(biāo)后向散射信號隨距離變化趨勢較大視場接收系統(tǒng)下要平緩；氣泡層厚度對目標(biāo)后向散射信號沒有明顯影響。2.綠色激光水下加工特性的基礎(chǔ)研究532nm，1064am激光在純水中的衰減系數(shù)

2、分別為0．0355，34．2438，其對應(yīng)吸收長度分別為28．169m，29．2mm。3.尾流氣泡激光散射的測量散射角度的改變是通過發(fā)射系統(tǒng)不動而轉(zhuǎn)動接收系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，發(fā)現(xiàn)尾流氣泡的激光散射強(qiáng)度及其隨散射角的變化趨勢與米氏理論結(jié)吻合得很好，與水的散射相差近一個數(shù)量級。研究結(jié)果表明利用激光可以將氣泡和水的散射區(qū)別開，即利用激光探測尾流氣泡的存在具有可行性。Nd：YAG倍頻激光器輸出50mw連續(xù)單縱模線偏振光，準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡將激光束寬度擴(kuò)大到5mm，光束發(fā)散角縮小為0．026。。然后入射光經(jīng)透射率為65％

3、的分光鏡變?yōu)閮墒?，反射光進(jìn)人參考探測器，用以監(jiān)控激光功率的變化，透射光則照射到水中的氣泡上。在口散射方向上，距離探測點(diǎn)r．的位置上放置一雙凸透鏡，用以搜集會聚口方向上的散射光。光纖探頭前的d'qL光闌孔徑大約為0．5mm，起到了空間濾波的作用。4.基于PIV技術(shù)的水中氣泡的拍攝與用光技巧水中氣泡的拍攝和用光技巧是流體可視化PIV(particleimagevelocimetry)技術(shù)中一個較難的問題.用自制裝置分別以自然光、弱激光(3mW~e-Ne632.8nm)和連續(xù)脈沖固體強(qiáng)激光(2OOmWD

4、PSS532nm)為光源用鳳凰3O3K膠片相機(jī)像素42O萬的CASIOEX-Z4OCCD相機(jī)和像素6OO萬的NikonD1OOCCD相機(jī)拍攝了水中氣泡通過計算合理控制了水中氣泡的景深.用激光擴(kuò)束方法實(shí)現(xiàn)了均勻片光、對稱式布光并得出一系列邊緣較為清晰的水中氣泡照片.所拍攝的水中氣泡圖片為PIV提供了技術(shù)支撐。6.激光在海水中的衰減特性在沿岸比較混濁的水中，黃色物質(zhì)對光的吸收占海水總的光吸收的65％以上海水吸收波長極小值在波長550m左右：而對于大洋表層水，極小值在波長510nm處；在透明的深水中，極

5、小值在波長470-490nm處，其吸收系數(shù)為0．02～O．05／m。7.距離選通激光水下成像系統(tǒng)研究。由于水體對光強(qiáng)烈的散射、吸收作用，照明激光光源的波長一般只能使用455～577nm的藍(lán)綠激光，而且由于較強(qiáng)后向散射光的存在，對同步控制系統(tǒng)的精度要求也大大的提高。