中国工程物理研究院 流体物理研究所， 冲击波物理与爆轰物理重点实验室， 四川 绵阳 621900
基于白光频域干涉的基本原理，提出了一种可实现高分辨率和大台阶高度测量的方法，利用该方法进行台阶高度测量时，其测量范围取决于所用干涉光源的中心波长和光谱仪的分辨率，可达mm量级。在原理验证性实验中，利用该方法已经实现了最大高度为298.57 μm的台阶高度测量，多次重复测量的标准偏差不超过0.03 μm，最大均方根误差为0.94 μm，实验测量结果与台阶高度真实值具有很好的一致性。
台阶 高度测量 频域干涉 量块 step height measurements frequency domain interferometry gauge block 强激光与粒子束
2015, 27(9): 091007
中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
基于传统的迈克耳孙干涉系统，设计了一种测量纳秒脉冲激光加载下非镜面金属膜表面波速度的技术。为得到特征明显的表面波信号，在非镜面钽膜前放置了会聚透镜，并且在参考光路使用了衰减器保证两束参与干涉的光满足光强匹配。从干涉信号强度随时间的变化中，可以观察到明显的表面波特征信号。通过测量不同距离探测点处表面波到达的时间，并进行线性拟合，可以得到常压下钽膜中表面波的传播速度，并以此速度为基础计算了常压下钽膜的横波速度，其结果与已报道的实验结果相当。
测量 表面波速度 激光超声 迈克耳孙干涉仪 激光与光电子学进展
2013, 50(10): 101201
中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
光谱分辨率是光谱仪最重要的指标之一, 依据瑞利判据、 基于光外差的基本原理, 提出了一种可实现光谱仪超高分辨率检测的方法, 并对该方法的测量不确定度进行了详细分析。 搭建了实验光路, 对某型号光谱仪的分辨率进行了检测, 实验结果表明该光谱仪的分辨率优于18.9 pm, 测量标准不确定度为2.3 pm; 采用波数表示时, 该光谱仪的分辨率优于0.078 8 cm-1, 测量标准不确定度为0.009 6 cm-1。
瑞利判据 光外差 超高分辨率 检测 Rayleigh criterion Optical heterodyne Superhigh spectral resolution Measurement
中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室，四川绵阳 621900
本文报道一种双源光外差测速技术，不同源的两束激光分别用于探测和本振参考，借助多普勒效应测量运动表面的速度。根据探测光和参考光之间的频率高低关系，双源光外差测速技术分为下变频和上变频两种工作模式。下变频模式可以将高速信号频率降低，使一般带宽示波器能够满足 10 km/s以上超高速度的测量要求，彻底解决超高速测量对超高带宽的示波器和光电转换器依赖的问题；上变频模式可以将低速信号进行频率上变换，提高时间分辨率和测量精度，使短历程低速的测量同时具有较高的时间分辨率和测量精度，一般高带宽示波器可以做到优于 1 ns的时间分辨。
光外差 多普勒效应 超高速 短历程低速 optical heterodyne Doppler effect ultrahigh-velocity transient-low-velocity
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所 冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室, 绵阳 621900
为了研究短脉冲强激光辐照下同轴数字全息图像中的杂散光斑, 进行了短脉冲强激光辐照和停止激光辐照情况下CCD图像采集的实验, 采用粒子衍射原理和CCD输出电信号的过程分析了CCD图像灰度的变化, 得到了像素上灰尘的衍射及CCD吸收激光能量导致复位电平失常是杂散光斑及阴影产生的原因, 受热效应和记忆效应的影响, 激光辐照停止后CCD图像采集失常。结果表明, 激光辐照停止后随着热量的消散, 杂散光斑逐渐消失, 去除灰尘并延长CCD的图像采集时间间隔, 避免CCD产生热积累能有效消除杂散光斑。
光电子学 杂散光斑 过饱和效应 面阵CCD 热效应 激光能量 optoelectronics stray facula supersaturation effect array CCD thermal effect laser energy
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
为探索研究飞秒激光在材料中驱动冲击波的相关特性，采用激光脉冲频域干涉测试技术对脉冲宽度35 fs、脉冲能量0.7 mJ、功率密度1014 W/cm2量级的飞秒激光脉冲在200 nm厚铝膜中驱动冲击波的过程进行了实验测量。通过测量冲击波在铝膜中的渡越时间，获得激光脉冲在铝材料中驱动的冲击波平均速度约为6 km/s；通过对不同时刻铝膜自由面频域干涉场测量结果的分析，获得铝材料自由表面速度达1 km/s，根据平面冲击波的关系，推算其冲击压强达到9 GPa。
飞秒激光 冲击波 频域干涉 铝膜 femtosecond laser shock wave frequency-domain interferometry aluminum film
中国工程物理研究院 流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室, 四川 绵阳 621900
介绍了一种具有fs时间分辨力的超短脉冲激光频域干涉测试技术, 详细论述了该技术的工作原理和系统构成, 指出传输时间差和相位差是影响频域干涉条纹周期的主要因素。采用脉冲激光频域干涉仪测量了200 nm厚度铝膜在波长800 nm、单脉冲能量0.7 mJ、脉宽35 fs脉冲激光作用下的运动速度剖面。在单次飞秒脉冲激光作用下, 铝膜自由面的运动速度峰值可达960 m/s, 速度剖面的上升前沿小于5.77 ps,表明脉冲激光频域干涉技术可用于测量材料在超快脉冲激光作用下的冲击动力学参数。
飞秒激光 频域干涉 相位剖面 速度剖面 femtosecond pulse frequency-domain interferometry phase profile velocity profile
中国工程物理研究院流体物理研究所 冲击波物理与爆轰物理实验室,四川 绵阳 621900
通过对频域干涉原理的深入研究,本文提出了一种超快时间分辨力的脉冲激光频域干涉技术。采用该技术方法可精确同步泵浦－探测实验中泵浦脉冲和探测脉冲的传输时间,其同步精度与脉冲激光器脉宽相当。本文详细论述了频域干涉技术的系统构成和工作原理,数值模拟了飞秒脉冲激光频域干涉仪的输出信号,指出当频域干涉仪输出的条纹数最少时,两脉冲之间的传输时间差即达到最小,最后通过动态实验验证了理论推导结果。
飞秒脉冲激光 频域干涉 时间分辨力 泵浦探测实验 femtosecond pulse frequency-domain interferometry time resolution pump-probe experiment
1 中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理实验室,四川,绵阳,621900
2 复旦大学,通信科学与工程系,上海,200433
3 中国?こ涛锢硌芯吭毫魈逦锢硌芯克?冲击波物理与爆轰物理实验室,四川,绵阳,621900
准确地从试验数据计算输出信号相位差、振幅比及基线位置是AFVISAR数据处理程序所要解决的一项关键问题.通过对AFVISAR输出信号利萨如图形的深入研究,提出了一种自动拟合数据处理参数的算法.在借鉴传统速度干涉仪(VISAR)数据处理方法的基础之上,开发了AFVISAR数据处理程序.运用该程序对Hopkinson压杆加载下的试验数据进行了处理,实测自由面速度的上升前沿和阻抗匹配法得到的结果相当一致.实测的速度最大值为12.8m/s,与理论值13m/s非常接近,表明该处理程序可以准确地、自动地拟合AFVISAR输出信号参数.
光纤速度干涉仪 最小二乘法 数据处理 光谱光源
中国工程物理研究院流体物理研究所,四川,绵阳,621900
基于传统速度干涉仪(VISAR)和光纤速度干涉仪(AFVISAR)的特点,提出了一种由光纤和光纤耦合器组成的工作波长为532 nm的新型全光纤速度干涉仪(NAFVISAR).该干涉仪采用多模光纤器件构成分离系统,单模光纤器件组成核心部分.由于有两路携带不同信息的光束经不同路径传输到耦合器中,当这两路光束满足干涉条件时,可利用它们的干涉场信息来调解出被测靶的信息,从而区分波面的加减速变化.用该系统进行了Hopkinson森杆一维应力加载下的入射杆端面的速度剖面测试,实测速度最大值为49.36 m/s,与理论速度的最大值50.16 m/s基本符合,实现了全光纤速度干涉仪的实用化.
全光纤速度干涉仪 速度干涉仪 光纤耦合器 速度剖面 All-fibor velocity interferometer system for any r Velocity interferometer systom for any reflector Optic-fiber coupler Volecity profile
