海军工程大学电子工程学院, 湖北 武汉 430033
分析了激光声信号的理论模型。建立了研究不同水深条件下激光声特性的实验平台。研究结果表明：当水体深度在0~100 m范围内逐渐增加时，激光声信号的两个相邻主峰时间间距越来越小；激光等离子体声波的峰值声压逐渐减小；空泡首次溃灭声波的峰值声压在0~20 m范围内逐渐增加，在20~100 m范围内逐渐减小；空泡溃灭声波峰值个数减少。
激光光学 空化噪声 光致击穿 激光声 中国激光
2013, 40(11): 1102002
构建了激光声实验测量系统，利用脉冲激光聚焦击穿水介质产生声信号，由水听器将声信号转换成电信号并送入数字存储示波器。分析了激光声信号的时频域数学模型，实验研究了激光声信号的频域能量分布，以及激光器重复频率和激光声信号频谱特性的关系。结果表明: 激光声信号能量主要集中在200 kHz内，其中100~200 kHz内的能量所占比例约50%。激光声信号的幅频响应极大值点可以受到激光器重复频率的控制。
激光技术 激光声 光击穿 频谱特性 声信号 laser technology laser-induced acoustic signals optical breakdown spectrum characteristics acoustic signals
建立了激光声实验测量系统, 利用脉冲激光聚焦击穿水介质产生声信号。由水听器将声信号转换成电信号并送入数字存储示波器, 计算出声信号能量。对不同激光能量、激光聚焦位置和水体盐度下的光声能量转换效率进行了理论和实验研究。研究结果表明：随着激光能量的提高, 能量转换效率逐渐减小; 激光垂直水面入射时, 随着激光聚焦深度的增加, 能量转换效率会出现一次阶跃式变大, 随后逐渐降低; 等离子体对激光能量的吸收越充分, 能量转换效率越高; 水体盐度的变化对能量转换效率影响很小。
激光技术 激光声 光击穿 光声能量转换效率 声信号 laser technology laser-induced acoustic signals optical breakdown laser acoustic energy conversion efficiency acoustic signals
利用高速摄像机拍摄了同步双脉冲激光聚焦击穿水介质产生激光空泡的运动过程。分析了该条件下产生的四种典型激光声信号特性，初步计算了光声能量转换效率。研究结果表明：通过调节脉冲激光的能量差，可以控制激光声信号峰值间隔，提高激光声信号脉宽；两空泡之间无量纲距离为1.5时，溃灭过程中出现融合现象，融合过程中空泡热力学能转化为机械能，融合后形成的单个空泡能量变大，其溃灭产生的激光声信号主频降低；同步双脉冲激光聚焦击穿情况下的光声能量转换效率为6%~10%。
激光声信号 光击穿 激光空泡 同步双脉冲激光 laserinduced acoustic signals optical breakdown laserinduced bubbles synchronous doublepulse lasers
海军工程大学电子工程学院光电研究所, 湖北 武汉 430033
水下航行体辐射的声波传播到水-空气分界面上时,会在水表面形成微扰,使水表面元产生微倾角。提出一种利用激光偏振特性对水下声信号进行探测的方法,不直接利用散射光强信息,而是利用激光在布儒斯特角附近入射水表面时,反射光偏振特性随入射角剧烈变化的特点对水表面微扰进行高精度探测。建立了该方法的理论模型,得到了入射波、出射波垂直分量与平行分量的功率比PA、PR与入射角θi之间的关系。通过分析发现,当光源为自然偏振状态时,该方法无需对PA进行测量就可以通过测量PR而直接计算出水面入射角θi,进而实现对水下声信号的探测。仿真结果表明,该检测方法测量精度高,抗干扰能力强。
文字间用 号隔开空半格水下声信号 激光探测 偏振 布儒斯特角 underwater acoustic signals laser detection polarization Brewster angle
哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院，黑龙江 哈尔滨 150001
为准确测量水下目标的发声频率，在光学暗室下建立了基于激光干涉法探测水下目标的实验系统。当水下声源引起水表面波动时，用激光照射水面，携带声波信息的水面散射光与参考光干涉，利用精密光学测量装置探测光程差的改变，通过数据采集和处理系统从干涉信号的频谱分析图中解调出水下声信号的频率信息。干涉信号的频谱分析图中存在以水下声信号频率为中心的频带，频带宽度与自然水表面波引起的多普勒频移有关。实验结果表明，水下发声目标引起水表面波动的振幅在纳米级，系统可以实时探测出4~15 kHz的水下声信号，且测量标准偏差＜7 Hz。该系统可满足水下目标识别技术的实时性、准确性等要求。
激光技术 激光干涉术 水下声信号 频率探测 laser technology laser interferometry underwater acoustic signals frequency detection
1 宜春学院 物理与工程技术学院, 江西 宜春 336000
2 桂林电子科技大学信息与通信学院,广西 桂林 541004
3 桂林电子科技大学信息与通信学院,广西 桂林
4 中国移动通信集团广西有限公司网络信息分公司,广西 南宁 530028
5 宜春职业技术学院机电工程系,江西 宜春 336000
论述了水下声信号激光探测的原理及系统结构。具体设计了光探测器、前置放大电路、高通滤波电路、后级放大电路、低通滤 波电路、50 Hz陷波器电路、串口通信电路、存储器扩展电路以及基于数字信号处理器TMS320LF2407A 设计了控制和运 算电路,并利用虚拟仪器来实现探测信号的实时显示。实验证明,该系统能够较好地完成对水下声信号的探测和数据处理。
激光遥感 水下声信号 TMS320LF2407A DSP探测系统 laser remote detection technology underwater acoustic signals TMS320LF2407A DSP measurement system
利用快速傅里叶分析手段对激光焊接稳定过程及出现未焊透缺陷时等离子体的光声信号进行频域分析, 发现在焊接过程稳定时, 信号的频谱中存在明显线谱, 以300 Hz处为最强。在出现未焊透缺陷时, 光声信号的频谱为连续谱, 无明显线谱。这为提高缺陷监测精度提供了一条新途径。
激光焊接 等离子体 光声信号 频域分析
