3、激光多普勒测振技术：原理、数据处理与应用

激光多普勒测振技术：原理、数据处理与应用

1. 激光多普勒测振技术基础

激光多普勒测振技术在测量振动方面有着广泛的应用。调制指数可以通过贝塞尔线进行估计，公式如下：
[M = \frac{2i \cdot J_i}{J_{i + 1} + J_{i - 1}}]
对于小调制指数（(M << 1)），该公式可简化为：
[M = -4\pi \cdot \frac{s_0}{\lambda} \approx \frac{2J_1}{J_0} \approx 2J_1]
在小振动幅度下，只有载波和第一边带是相关的，并且每个频率分量都会产生自己的边带。我们可以估计：
[J_1 \approx \frac{M}{2} = 2\pi \cdot \frac{s_0}{\lambda}]

2. 外差干涉仪的噪声水平和分辨率

设计良好的外差干涉仪的探测器信号受照射到探测器的光场散粒噪声的限制。探测器的均方根（rms）散粒噪声由以下方程定义：
[\overline{u} {sn}^2 = R {TIA}^2 \cdot K_P^2 \cdot 2 \cdot h \cdot \nu \cdot B \cdot (r \cdot P_m + P_r)]
外差干涉仪的分辨率极限是在位移远小于四分之一波长的情况下。在这个范围内，只有正弦振动的第一边带和载波包含相关信息。因此，如果在(f_c - \frac{\Omega}{2\pi})处的边带(J_{-1})和在(f_c + \frac{\Omega}{2\pi})处的边带(J_1)之间的信噪比大于解调带宽(B_D)（通常设计为(B_D = B)）