基于环形腔光纤激光器双通道自混合测速的研究的开题报告.docx

基于环形腔光纤激光器双通道自混合测速的研究的开题报告
一、研究背景
流体力学研究在很多领域都有着广泛的应用，例如航空航天、交通工程、环境保护等。而流体速度数据的准确测量则是流体力学研究中至关重要的一步。常见的测速方法包括热线测速、激光多普勒测速、PIV测速等，其中激光多普勒测速是一种重要的高精度测速方法。
激光多普勒测速是通过将激光束以一定角度照射到流体中，对物体表面反射回来的激光进行频移分析，从而得到物体表面上点的速度信息。但是，激光多普勒测速也存在一些局限，例如需要测量物体的表面，无法直接测量流体中的速度分布等。因此，在实际应用中，需要根据需要选择合适的测速方法。
本研究将基于环形腔光纤激光器双通道自混合技术，探究一种新的测速方法，以解决以上问题。
二、研究内容
本研究将利用环形腔光纤激光器双通道自混合技术，对流体中的速度进行测量。具体而言，我们将使用环形腔光纤激光器产生两个不同频率的激光光束，分别通过流体样品后，再通过分束器汇合。由于两个光束的光程长度不同，当两束光汇合时，会形成光学干涉，产生干涉信号。通过对干涉信号进行分析，我们可以得到流体中的速度信息。
具体研究内容包括以下方面：
1.设计环形腔光纤激光器，实现双通道自混合功能；
2.对流体加工，以得到平稳的流体流动状态；
3.通过改变激光束的波长、光路等参数，优化干涉信号的质量；
4.利用光学解调技术，将干涉信号转化为频率信号，进而得到速度信息；
5.对测速结果进行分析与验证。
三、研究意义
本研究将探究一种新的测速方法，在解决测量物体表面速度不便、无法直接测量流体速度分布等问题方面具有一定优势。研究结果可以为流体力学研究提供更多的方法与工具，促进相关领域的发展。
四、研究方法与技术路线
1.搭建实验室试验平台，包括环形腔光纤激光器、光学元器件、流体样品等；
2.设计实验流程，优化相关参数，记录并分析实验数据；
3.使用光学解调技术对干涉信号进行处理，得到频率信号；
4.利用数据分析软件对测量结果进行处理与分析；
5.总结分析研究结果，撰写研究论文。
五、预期结果
1.成功构建环形腔光纤激光器双通道自混合测速系统；
2.实现流体速度测量，得到可靠的测量结果；
3.分析测量结果，探讨测速方法优缺点、适用范围等；
4.撰写研究论文，发表相关文章。