Оптическая спектроскопия сверхвысокого разрешения в лазерной доплеровской диагностике высокоскоростных потоков Машек, Игорь Чеславович

brief description

Машек, Игорь Чеславович.
Оптическая спектроскопия сверхвысокого разрешения в лазерной доплеровской диагностике высокоскоростных потоков : диссертация ... доктора физико-математических наук : 01.04.05. - Санкт-Петербург, 2000. - 392 с. : ил.
Оглавление диссертациидоктор физико-математических наук Машек, Игорь Чеславович
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ОПТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ СВЕРХВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ЛАЗЕРНОЙ ДОПЛЕРОВСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ ПОТОКОВ И ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ИХ ПРИМЕНЕНИИ 1.1. Основные требования, предъявляемые к оптическим спектральным приборам сверхвысокого разрешения при использовании их в доплеровской диагностике высокоскоростных потоков
1.2. Современное состояние методов прямого оптического спектрального анализа в лазерной доплеровской диагностике высокоскоростных потоков вещества
1.2.1. Сканирующие интерферометры.-.-.
1.2.2. Статические интерферометры.-.-.
1.2.3. Частотные детекторы—.-.-.-.-.-.
1.2.4. Визуализаторы поля скорости—.-.
1.3. Атомно - молекулярные абсорбционные методы диагностики параметров газодинамических потоков
1.4. Доплеровская диагностика высокоскоростных потоков с помощью лазерно - индуцированной флюоресценции
1.5. Комбинационное рассеяние света и нелинейные оптические методы в диагностике высокоскоростных потоков газа и плазмы.
1.6. Детектирование доплеровских сдвигов частоты рассеянного света с помощью абсорбционных частотных детекторов
ГЛАВА 2. ОПТИЧЕСКИЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ПРОЦЕССОР НА ОСНОВЕ РЕАЛЬНОГО СФЕРИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА
2.1. Основные закономерности формирования спектральных характеристик рассеянного излучения в схемах прямого оптического спектрального анализа доплеровских сдвигов частоты
2.1.1. Времяпролетное уширение спектра рассеянного излучения
2.1.2. Формирование спектра рассеянного излучения при входной апертурной диафрагме круглой формы.-.
2.1.3. Формирование спектра рассеянного излучения при входной апертурной диафрагме в виде параболической щели.-.
2.1.4. Формирование спектра рассеянного излучения при использовании прямоугольной входной апертуры.-.—.
2.1.5. Оценка влияния на спектр рассеянного излучения дисперсного состава частиц в потоке.
2.2. Аппаратная функция реального сферического интерферометра
2.2.1. Краткое рассмотрение теории конфокального интерферометра и основные проблемы, возникающие при построении реального прибора.-.
2.2.2. Экспериментальное исследование влияния неидеальности зеркал сферического интерферометра на его аппаратную функцию—.
2.2.3. Реальный конфокальный интерферометр с корректируемой аппаратной функцией
2.3. Аппаратная функция оптического доплеровского процессора на основе реального конфокального интерферометра
2.3.1. Прямое оптическое сопряжение оптического доплеровского спектроанализатора с объектом исследования
2.3.2. Волоконно - оптическое сопряжение спектроанализатора доплеровских сдвигов с исследуемым потоком
2.3.3. Аппаратная функция метода прямого оптического спектрального анализа при построении оптического процессора на основе реального сферического интерферометра
ГЛАВА 3. ОПТИЧЕСКИЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ПРОЦЕССОР НА ОСНОВЕ РЕАЛЬНОГО СФЕРИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ПОТОКОВ
3.1. Диагностика высокоскоростных двухфазных потоков с высокой концентрацией твердой фазы
3.1.1. Многоканальный интерферометр для диагностики высокоскоростных двухфазных потоков.—.-.
3.1.2. Одноканальный доплеровский процессор с оптоволоконными линиями связи с исследуемым объектом. Конструкция, свойства, алгоритм применения------------------------.-.-.
3.1.3. Многочастотный лазер в интерферометрическом доплеровском измерителе скорости.-.-.
3.2. Диагностика высокоскоростных, сильнопоглощающих кинетических потоков
3.2.1. Особенности лазерной доплеровской диагностической аппаратуры, используемой для диагностики потоков, создаваемых на экспериментальном стенде стационарных высокоскоростных кинетических потоков.-.-.
3.2.2. Результаты исследования мультискоростных высокопоглощающих потоков.-.-.
3.3. Диагностика параметров высокоскоростных потоков чистого газа на основе анализа тонкой структуры рэлеевского рассеяния
3.3.1. Рэлеевское рассеяния в чистых газах, перспективность его использования в лазерной диагностике потоков, основные проблемы, возникающие при наблюдении доплеровски - сдвинутых спектров рэлеевского рассеяния -.-.
3.3.2. Экспериментальная установка по исследованию тонкой структуры рэлеевского рассеяния в газовых струях
3.3.3. Основные результаты экспериментов по наблюдению мандельштамм - бриллюэновского рассеяния в сверхзвуковых разреженных струях чистого газа .-.
ГЛАВА 4. ОПТИЧЕСКИЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ПРОЦЕССОР НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО АБСОРБЦИОННОГО ЧАСТОТНОГО ДЕТЕКТОРА
4.1. Требования к абсорбционным частотным детекторам, предназначенным для аналитической доплеровской визуализации полей скорости высокоскоростных потоков----------—
4.2. Формирование спектрального контура рассеянного излучения в схемах доплеровской диагностики высокоскоростных потоков на основе абсорбционных частотных детекторов — ■ ———----———
4.3. Физические основы формирования передаточной функции абсорбционного частотного детектора на основе молекулы Г.:;7 4.3.1. Определение наиболее перспективных сочетаний лазерных переходов и линии поглощения ц для целей построения молекулярных абсорбционных частотных детекторов —
4.3.2. Расчет характеристик линии поглощения молекулярного I!,27 на основании данных по экспериментально обнаруженным сверхтонким компонентам линий поглощения Р(13) Д(15) 43-0
4.4. Экспериментальное исследование спектральной зависимости коэффициента поглощения I'27 и уточнение расчетной модели
4.4.1. Экспериментальная установка для исследования физических механизмов формирования контура линии поглощения.
4.4.2. Сравнение расчетной формы линии поглощения, полученной в приближении определяющего вклада линий Р(13) Д(15) 43 - 0. с формой линии поглощения, полученной в результате эксперимента. Уточнение расчетной модели.
4.5. Аппаратная функция оптического доплеровского процессора на основе реального молекулярного абсорбционного частотного детектора
4.5.1. Технологические особенности изготовления поглощающих спектральных ячеек для реальных частотных детекторов —.
4.5.2. Исследования метрологических характеристик реальных частотных детекторов на основе молекулярной среды Ь.
4.5.3. Аппаратная функция оптического доплеровского процессора на основе молекулярного абсорбционного частотного детектора, содержащего среду Ъ -.-.-.-.
ГЛАВА 5. ОПТИЧЕСКИЙ ДОПЛЕРОВСКИЙ ПРОЦЕССОР НА ОСНОВЕ АБСОРБЦИОННОГО ЧАСТОТНОГО ДЕТЕКТОРА В РЕАЛЬНОМ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
5Л. Исследование полей скоростей и плотностей твердой фазы в сверхзвуковых двухфазных потоках
5.1.1 Экспериментальный стенд модельных сверхзвуковых потоков —325 5.1.2. Оптический доплеровский процессор на основе йодного абсорбционного частотного детектора. Устройство, схема применения, алгоритм работы, примеры получаемых картин поля скорости
5.2 Диагностика высокоскоростных вакуумных кинетических потоков
5.2.1 Установка по моделированию микрометеоритных потоков в лабораторных условиях.———.
5.2.2 Оптический доплеровский процессор абсорбционного типа для диагностики высокоскоростных кинетических потоков.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ