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第一章 光线在非均匀折射率场中的传播1

目录1

§1-1 气体折射率3

§1-2 格拉德斯通-戴尔公式4

§1-3 在非均匀折射率场中光线受扰动的方式8

§1-4 光线受扰动的解析分析法12

§1-5 流场显示的阴影法和纹影法17

§1-5-1 阴影法17

§1-5-2 纹影法21

参考文献27

§2-1-1 光干涉的基本概念28

第二章 激光干涉法流场显示技术28

§2-1 光干涉的基本原理28

§2-1-2 光源的相干性31

§2-2 激光干涉仪34

§2-2-1 激光干涉仪的特点34

§2-2-2 干涉光路中的扩束-准直、平行光系统35

§2-2-3 干涉光路中的分束器37

§2-3 雅曼干涉仪和迈克尔逊-台曼干涉仪44

§2-3-1 雅曼干涉仪44

§2-3-2 迈克尔逊-台曼干涉仪45

§2-4-1 沃拉斯顿棱镜纹影干涉仪47

§2-4 差分干涉仪47

§2-4-2 平晶错位干涉仪55

§2-5 马赫-曾德干涉仪60

§2-5-1 马赫—曾德干涉仪的基本原理60

§2-5-2 马赫—曾德干涉仪的调整63

§2-5-3 马赫—曾德干涉仪的质量要求65

§2-5-4 改进型的马赫—曾德干涉仪66

§2-6 双镜干涉仪67

§2-6-1 双镜干涉仪的基本结构67

§2-6-2 双镜干涉仪的测量原理69

§2-7-1 干涉条纹的选择71

§2-7 干涉图上条纹的定量处理及其误差修正71

§2-7-2 参考点及坐标标志74

§2-7-3 干涉条纹的判读及其常用设备74

§2-7-4 实验数据处理的定量计算76

§2-7-5 干涉仪的误差及其修正80

§2-8 提高激光干涉仪测量精度的措施88

§2-8-1 激光干涉法的测量极限88

§2-8-2 提高干涉测量精度的措施89

§2-8-3 提高干涉仪灵敏度的措施93

参考文献93

第三章 全息干涉与激光散斑流场测试技术95

§3-1 全息照相的基本原理、特点与分类95

§3-1-1 全息照相的基本原理96

§3-1-2 全息照相的特点99

§3-1-3 全息照相的分类102

§3-2 全息照相的数学描述111

§3-2-1 光波的复数表示及光波复振幅111

§3-2-2 全息照相的基本方程114

§3-3 全息干涉计量技术119

§3-3-1 全息干涉计量技术的基本原理、特点及主要方法119

§3-3-2 双曝光全息干涉法123

§3-3-3 实时全息干涉法137

§3-3-4 双波长全息干涉法144

§3-4 全息干涉条纹的实验数据处理148

§3-4-1 全息干涉条纹的定位与解释149

§3-4-2 折射率二维分布位相物体的数学反演153

§3-4-3 折射率轴向对称分布位相物体的数学反演157

§3-4-4 折射率三维分布位相物体的数学反演164

§3-5 全息照相的实验装置与实验技术171

§3-5-1 全息照相的实验装置171

§3-5-2 全息照相的实验技术180

§3-6 激光散斑计量技术的基本概念185

§3-6-1 激光散斑现象与散斑位移的基本概念186

§3-6-2 激光散斑计量技术的分类188

§3-6-3 客观散斑照相与主观散斑照相188

§3-7 激光散斑照相测量位相物体折射率分布的基本原理与方法191

§3-7-1 基本原理——光束通过位相物体后空间散斑的运动规律192

§3-7-2 记录位相物体空间散斑图的光路及其分析200

§3-7-3 散斑图的再现方法与实验装置208

§3-8 激光散斑照相测量流体密度场、温度场和浓度场210

§3-8-1 二维密度场与温度场的测量211

§3-8-2 存在端部效应时壁面热流量的测量214

§3-8-3 轴对称温度场与浓度场的测量216

§3-9 提高激光散斑照相测量灵敏度的两种实验技术223

§3-9-1 反射式激光散斑照相法223

§3-9-2 附加位移法224

参考文献225

第四章 激光多普勒测速技术227

§4-1-1 激光多普勒效应228

§4-1 激光多普勒测速的基本原理228

§4-1-2 条纹模式230

§4-1-3 外差检测233

§4-2 激光多普勒测速仪的光路系统238

§4-2-1 光路系统简介238

§4-2-2 分光系统240

§4-2-3 聚焦发射系统242

§4-2-4 收集系统和光检测器243

§4-2-5 LDV光源251

§4-2-6 频移装置255

§4-3-1 多普勒信号的主要特点261

§4-3 激光多普勒测速的信号处理系统261

§4-3-2 频率跟踪器263

§4-3-3 计数器269

§4-4 激光多普勒测速仪的应用277

§4-4-1 仪器的调试和参数的选择277

§4-4-2 水流与气流流场的测量281

§4-4-3 火焰传播速度的测量286

§4-4-4 火焰喷涂枪的喷涂特性研究288

§4-4-5 大速差同向射流突扩燃烧室的实验研究289

§4-4-6 LDV测量的误差分析293

参考文献303

第五章 激光双焦点测速技术304

§5-1 激光双焦点测速仪的基本原理与仪器结构305

§5-1-1 基本原理305

§5-1-2 L2F的光学系统305

§5-1-3 电子信号处理系统307

§5-2 激光双焦点测速技术数据处理的基本方法314

§5-2-1 直接利用二维频谱确定流场参数的方法314

§5-2-2 二维频谱的简化处理——利用边缘概率密度频谱确定流场参数的方法319

§5-2-3 实验数据随机误差的计算方法323

§5-3 激光双焦点测速技术的应用特点324

参考文献326

第六章 激光散射法颗粒特性测量技术327

§6-1 光的微粒散射现象328

§6-1-1 振幅函数与光强函数330

§6-1-2 散射截面与散射系数331

§6-1-3 光强衰减方程333

§6-2 球形颗粒的衍射散射334

§6-2-1 菲涅耳-克希荷夫公式335

§6-2-2 用菲涅耳-克希荷夫公式计算方和菲衍射340

§6-2-3 圆孔衍射345

§6-2-4 巴比涅原理与球体衍射计算348

§6-3 衍射孔的变化对衍射图形的影响353

§6-3-1 衍射孔变化问题354

§6-3-2 多孔衍射问题355

§6-4 Mie散射理论357

§6-5 颗粒尺寸分布的数学描述359

§6-5-1 颗粒尺寸分布曲线360

§6-5-2 颗粒尺寸分布函数361

§6-6 激光散射法测定颗粒的平均直径365

§6-6-1 理论依据365

§6-6-2 由光强分布确定Ds369

§6-6-3 数据处理方法371

§6-6-4 应注意的问题及测量结果的准确度375

§6-6-5 试验设备简介378

§6-7 激光散射法测定颗粒的尺寸分布380

参考文献385

第七章 激光测温技术386

§7-1 喇曼散射的基本原理387

§7-1-1 喇曼散射的物理图像387

§7-1-2 振动喇曼散射、转动喇曼散射和振动-转动喇曼散射389

§7-2 利用喇曼光谱计算温度的几种方法396

§7-2-1 转动喇曼光谱和振动-转动喇曼光谱396

§7-2-2 自发喇曼散射光谱测温的基本原理399

§7-2-3 计算体系温度的几种方法402

§7-3 自发喇曼散射光谱测温技术的实验装置和实际应用404

§7-3-1 自发喇曼散射光谱测温的实验装置404

§7-3-2 自发喇曼散射光谱测温技术的实际应用408

§7-4 激光感生荧光测温技术*410++§7-4-1 激光感生荧光测温方法的基本原理411

§7-4-2 激光感生荧光法的实验及应用414

§7-5 光声光偏转法测温技术和其他激光测温技术414

§7-5-1 光声光偏转法测温原理415

§7-5-2 光声光偏转法测温的实验装置和实验方法416

§7-5-3 其他激光测温技术418

参考文献419

第八章 相干反斯托克斯喇曼光谱（CARS）测温技术421

§8-1 CARS光谱学的基本原理421

§8-1-1 物理模型和数学表述422

§8-1-2 三阶非线性极化率X(3)和CARS光谱的线型424

§8-1-3 位相匹配条件和相干作用长度426

§8-1-4 CARS光谱的优缺点428

§8-2 CARS测温的基本公式与N2的CARS理论谱的计算429

§8-2-1 CARS测温的基本公式429

§8-2-2 N2的理论CARS光谱的计算431

§8-2-3 各参数对CARS光谱的影响436

§8-3 CARS实验装置和CARS测温的几种实验方案440

§8-3-1 实验装置及调试方法440

§8-3-2 共线CARS与交叉位相匹配CARS447

§8-3-3 窄带扫描CARS与单脉冲宽带CARS450

§8-3-4 偏振CARS与其他CARS方法453

§8-4 利用CARS光谱计算温度的几种方法456

§8-4-1 CARS光谱的实验值与理论值拟合法457

§8-4-2 CARS谱线转动结构包络线斜率法458

§8-4-3 不同频率的积分限内光谱面积比值法459

§8-4-4 快速拟合法460

§8-5 CARS光谱测温技术的实际应用和CARS光谱在热物理光测中的其他应用461

§8-5-1 火焰温度分布测量461

§8-5-2 内燃机燃烧过程的研究463

§8-5-3 其他实际体系的温度测量465

§8-5-4 CARS光谱在热物理光测中的其他应用——利用CARS光谱测量浓度和组分467

参考文献469

索引471