扩展光束型激光多普勒速度测量系统

摘要

为了获得高速弹丸在出膛后的瞬时速度以及在不同位置时的速度分布,提出了一种基于扩展光束的激光多普勒测速系统.该系统对出射的激光束进行两次扩展,使扩展后的相干光束在空间某一位置相交来形成具有一定延展范围的探测体.该方法有效避免了经典双光束多普勒测速系统由于探测体积小而导致的物体偏离探测区域的情况,因此,在实际测量弹丸速度的过程中能够解决传统多普勒系统因弹道偏差而导致的无法测速的问题.该系统也可以采用并联方式来监测弹丸在弹道不同位置上的速度分布.通过实验对激光束进行了不同尺度的径向扩束,并在此基础上获得了不同散射面积下的多普勒信号.分析结果显示:在速度为10～25 m/s时,测量值与实际值的平均误差可以达到1％～2％,表明这种测量方法是有效且可行的.