LD自混合散斑干涉法测量流体速度的研究

【作者】 郝辉； 王鸣； 陆敏；

【机构】 南京师范大学物理科学与技术学院；

【摘要】 散斑是由被随机表面各个散射元散射回的光波之间的干涉形成的,携带了随机表面的某些信息。随机散射平面移动时,散斑场的空间分布也将随之迅速变化,形成动态散斑。动态散斑统计性质已被用于测量运动物体的速度。激光器的出射光被外部反射物反射或散射后,其中一部分光又被反馈回激光器的谐振腔。重新注入的激光与激光腔内的光混合,引起输出功率和频率变化,形成外光学反馈效应,即“激光自混合”。我们提出了激光自混合散斑干涉法测量流体速度。结合自混合干涉和散斑的原理,将自混合散斑现象引入激光二极管。让半导体激光器的光学反馈来自垂直照射的粗糙表面,把光强调制成为随机的散斑信号。根据散斑和法布里珀罗腔的理论,提出半导体激光器的自混合散斑干涉模型。研究了流体运动时在半导体激光器内产生的自混合散斑干涉效应,给出激光器输出增益的变化及其概率密度分布。得到激光自混合散斑干涉平均频率与流体速度之间的关系。模拟计算和实验结果验证了这个关系。利用散斑干涉的平均频率与流体速度的关系测量了高分子材料溶液的速度。更多还原