基于BOS的气动光学波前测量技术研究及其应用

• 作者: 何霖 易仕和 田立丰 赵玉新 陈植
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: BOS 气动光学 波前
• 年，卷（期）: 2011,（19）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1515-1521
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/s11434-011-4583-z

摘要

平行光束在变折射率流场中传输时,会偏离其原来的传播方向,同时产生波前崎变.根据Malus定律,若能测得平行光束透过流场后的偏折角,就可得到波前畸变的空间梯度,进而采用波前重构算法计算波前畸变的空间分布.背景导向纹影技术((background oriented schlieren,BOS)的两个特性为测量波前畸变提供了有利条件:BOS技术通过测量参考背景图像和实验背景图像之间的相对位移,可对光束通过流场后的偏折角进行定量测量;在纹影模式的BOS系统中,只有垂直于背景图像的平行光线才能入射到相机,便于研究平面光波透过流场后的波前畸变.有鉴于此,本文基于纹影模式的BOS系统,构建了波前畸变的空间梯度和背景图像位移的定量关系,并选用Southwell波前重构算法,开发了一种测量气动光学波前畸变的新方法--基于BOS的波前测量技术((BOS-based wavefront technique,BOS-WT).本文构建的一套BOS-WT系统,其时间分辨率高达6 ns,时间相关分辨率最高可达0.2 μs,能够对波前的瞬态分布进行时间相关的定量测量,而且设备简单、易于操作.采用该系统,研究了超声速混合层的气动光学性能,测得了时间间隔5 μs的瞬态波前分布;测量结果不仅再现了平面光波通过超声速混合层后波前的瞬态分布,而且对比两个时刻的测量结果,可观察波前随时间的演化规律.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	田立丰		14	50	3.0	7.0
2	易仕和		32	163	7.0	12.0
3	赵玉新		20	84	6.0	9.0
4	何霖		24	91	5.0	9.0
5	陈植		5	17	1.0	4.0