激光多普勒测速仪应用于纳秒激光冲击过程的模拟和实验研究

作     者：夏苑桃 蔡洋 XIA Yuantao;CAI Yang

作者机构：顶峰多尺度科学研究所四川成都630031 

出 版 物：《实验力学》 (Journal of Experimental Mechanics)

年 卷 期：2020年第35卷第6期

页      面：994-1002页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11627901)及挑战计划(TZ2018001)资助 

主　　题：激光多普勒测速仪 激光冲击波 纳秒 

摘      要：为探索激光多普勒测速仪(PDV)探测效果的影响因素,并检验其用于纳秒激光冲击实验的可行性,本文依靠自主研发的PDV模拟方法以及纳秒激光实验平台,对PDV在稳态及动态下的测量精度进行了定量的测量和分析。稳态的模拟和实验结果显示,改善噪信比以及增加采样率能提高速度信号的质量,而增加时间窗口的长度虽能降低速度信号的不确定度,但是牺牲了部分时间分辨能力。而动态的模拟和实验结果则显示,短时间窗口在速度剧烈变化的情况下(如峰值)拥有更好的表现,而长时间窗口在速度变化较平缓的情况下能发挥出更好的效果。定量的误差分析表明,选取合适的数据解读方法,PDV能够对纳秒级的激光冲击实验进行较为精确的测量。此外,本文的模拟方法能较为精确地预测PDV的实际表现,并为其指明了改进的方法:降低噪信比、增加采样率、根据实际的需求和数据的类型选取合理的时间窗口。