基于激光布里渊散射的高速气流测试技术.PDF

第 37卷 第 3期 应 用 光 学 VO1．37NO．3 2016年 5月 JournalofAppliedOptics M ay2016 文章编 号 ：1002—2082(2016)03—0482—07 基于激光布里渊散射的高速气流测试技术 张 小红 (海装西安局，陕西 西安 71oo68) 摘 要 ：激光布里渊散射是 由介质密度涨落引起 的一种非弹性散射现象，其散射谱特征参数 (频 移、线宽)取决于散射角和散射介质压强、温度等参数，通过探测高速气流激光布里渊散射谱 ，可 反演获得 高速气流压强、温度等参数 。介绍了基于激光布里渊散射原理的高速气流参数测试原 理 ，设计 了一种基于法布里一珀罗干涉仪的高速气流参数测试装置 ，搭建实验平 台获取 了高速氮 气气流的激光布里渊散射谱。实验结果表 明，通过激光布里渊散射谱获得的高速气流压强、温 度值与理论值相对误差在 15 以内。 关键词 ：瑞丽散射 ；布里渊散射 ；瑞丽一布里渊散射谱 ；高速 气流；温度 ；压强；测试 中图分类号 ：TN247；0433 文献标志码 ：A doi：10．5768／JAO201637．0307002 M easurementofhigh-velocitygasflow parametersusing laserBrillouin scattering ZhangXiaohong (M ilitaryRepresentativeBureauofNavyinXi’an，Xi’an710068，China) Abstract：LaserBrillouinscatteringistheresultoftheinelasticlightscatteringfrom themedi— um densityfluctuations．TheshapeoftheBrillouinscatteringspectrum isdependentonthegas pressure，temperature，andthescatteringangle．Aneffectivenon—intrusivemethodformeas— uringthetemperatureandpressurein gasflow wasprovided．Themeasurementprincipleof thehigh—velocity gas flow parametersby using laser Brillouin scattering was reviewed． A measurementdevicebasedon theFabry—Perotinterferometer (FPI)wasdesigned tomeasure theRayleigh—Brillouin spectrum ofthegasflow，and the laserBrillouin scattering spectrum wasobtainedforaN2gasflow．Experimentalresultsshow thattheerrorofthepressureand temperaturederivedfrom theBrillouinscatteringspectrum islessthan15 comparedwiththe theorymode1． Keywords：Rayleigh scattering；Brillouin scattering；Rayleigh—Brillouin scattering spectrum ； high—velocitygasflow；temperature；pressure；measurement 引言