激光外差探测对振动目标多普勒频谱成像.pdf

《激光外差探测对振动目标多普勒频谱成像.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第23卷第6期光学精密工程Vo1．23No．62015年6月OpticsandPrecisionEngineeringJun．20l5文章编号1004924X(2015)06—150808激光外差探测对振动目标多普勒频谱成像刘立生，张合勇，王挺峰，郭劲，陈长春(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重，实验室，吉林长春130033)摘要：提出了采用激光外差技术探测振动目标，获取目标多普勒频谱图像，实现目标轮廓识别的方法。基于相位变化给出了目标振动形成外差信号的光电流模型；用扫描振镜控制激光光束方向实现对目标点扫描；通过振镜驱动电压触发数据采集卡，实现扫描与采集

2、同步。利用频谱展宽占有比例的信号处理方式处理振动目标形成的多普勒频谱，简化了数据处理方式，有效消除了单个峰值噪声对信号的影响。实验中以5MHz采样率测得两个日标在不同位置的特征频谱，得到了它的频谱展宽占有比例曲线；选取不同频谱展宽占有比例形成多普勒频谱图像，指出频谱展宽占有比例在0．7到0．9时能够形成良好的振动图像。文中结果证实了利用频谱展宽占有比例的数据处理方式探测振动目标是有效的，利用外差技术获取振动频谱图像是可行的。关键词：激光外差探测；振动目标探测；多普勒频谱成像；目标识别中图分类号：0436．1；TN247文献标识码：Adoi：10．3788／OPE．20152306．

3、1508DopplerspectrumimagingofvibratingtargetusinglaserheterodynedetectionIIULi—sheng，ZHANGHe—yong，WANGTing—feng，GUOJin，CHENChang—qing(StateKeyLaboratory0／LaserInteractionwithMatter，ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China)*CDr】ep07zgautho

4、r，E-mail：liuls@ciomp．“(’．cnAbstract：Torecognizetheprofileofavibratingtarget，theDopplerspectralimageofthetargetwascapturedbyusingthe1aserheterodynedetectionmethod．Aphoto—currentmodeloflaserheterodynesignalfromthevibratingtargetwasderivedbasedontheinstantchangingofphase，thetargetwasscannedpointb

5、ypointinthelaserdirectioncontrolledbyascanninggalvanometer，andthedatacollectionwassynchro—controlledbythedrivevoltageofthegalvanometertosynchronizedatascanninganddatacapturing．AmethodcalledtheRatioinBroadenSpectrum(RIBS)tovibrationsignalprocessingwasproposedtoprocesstheDopplerspectrumcomefromt

6、hevibrationsignalbywhichthedataprocessingwassimplifiedandtheeffectofpeaknoiseonthesignalwaseliminated．Thecharacteristicspectraoftwotargetsindifferentpositionsweredetectedata5MHzsamplingrateintheexperimenttoderivetheRIBScurve，andDopplerspectrumimagingwascapturedwithdifferentRIBS，whichshowthatwh

7、entheoptimalratioissetfrom0．7to0．9，thehighqualityvibrationimage收稿日期：201407—07；修订日期：2014—08一l9．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．61205143)第6期刘立生，等：激光外差探测对振动目标多普勒频谱成像canbeobtained．TheresultdemonstratesthevalidityoftheRIBSinvibratingtargetdetectionandt