气泡激光测量总结_激光探测气泡尾流研究

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1.激光在水中气泡微粒的后向散射特性

使用倍频调Q的ND：YAG固体激光器，测得信号有三部分组成，水体后向散射信号，目标后向散射信号，池壁回波信号。实验结果，随着激光能量的增加，水体和目标后向散射均增加；随着目标位置的增加，水体后向散射信号变化不大，目标后向散射信号增加，距离过近（4m）目标后向散射信号饱和；小视场接收系统下目标后向散射信号随距离变化趋势较大视场接收系统下要平缓；气泡层厚度对目标后向散射信号没有明显影响。

2.绿色激光水下加工特性的基础研究

532 nm，1 064 am激光在纯水中的衰减系数分别为0．035 5，34．243 8，其对应吸收长度分别为28．169 m，29．2 mm。

3.尾流气泡激光散射的测量

散射角度的改变是通过发射系统不动而转动接收系统来实现的，发现尾流气泡的激光散射强度及其随散射角的变化趋势与米氏理论结吻合得很好，与水的散射相差近一个数量级。研究结果表明利用激光可以将气泡和水的散射区别开，即利用激光探测尾流气泡的存在具有可行性。

Nd：YAG倍频激光器输出50 mw连续单纵模线偏振光，准直扩束镜将激光束宽度扩大到5 mm，光束发散角缩小为0．026。然后入射光经透射率为65％的分光镜变为两束，反射光进人参考探测器，用以监控激光功率的变化，透射光则照射到水中的气泡上。在口散射方向上，距离探测点r．的位置上放置一双凸透镜，用以搜集会聚口方向上的散射光。光纤探头前的d'qL光阑孔径大约为0．5 mm，起到了空间滤波的作用。

4.基于PIV 技术的水中气泡的拍摄与用光技巧

水中气泡的拍摄和用光技巧是流体可视化PIV(particle image velocimetry)技术中一个较难的问题.用自制装置 分别以自然光、弱激光(3 mW ~e-Ne 632.8nm)和连续脉冲固体强激光(2OOmW DPSS 532nm)为光源 用凤凰3O3K 胶片相机 像素42O 万的CASIO EX-Z4O CCD 相机和像素6OO 万的Nikon D1OO CCD 相机拍摄了水中气泡 通过计算合理控制了水中气泡的景深.用激光扩束方法实现了均匀片光、对称式布光并得出一系列边缘较为清晰的水中气泡照片.所拍摄的水中气泡图片为PIV 提供了技术支撑。6.激光在海水中的衰减特性

在沿岸比较混浊的水中，黄色物质对光的吸收占海水总的光吸收的65％以上海水吸收波长极小值在波长550 m左右：而对于大洋表层水，极小值在波长510 nm处；在透明的深水中，极小值在波长470-490 nm处，其吸收系数为0．02～O．05／m。

7.距离选通激光水下成像系统研究。

由于水体对光强烈的散射、吸收作用，照明激光光源的波长一般只能使用455～577nm的蓝绿激光，而且由于较强后向散射光的存在，对同步控制系统的精度要求也大大的提高。