双芯光子晶体光纤激光多普勒多点速度测量技术研究

"基于双芯光子晶体光纤的激光多普勒多点速度测量研究" 本文主要探讨了利用双芯光子晶体光纤实现激光多普勒多点速度测量的技术，这在微流体流场的测量中具有重要意义。激光多普勒速度计（Laser Doppler Velocimetry, LDV）是一种非接触式测量方法，它利用激光的多普勒效应来确定粒子的速度。通过观察被测物体散射的激光频率变化，可以推算出物体的运动速度。 双芯光子晶体光纤是这种技术的关键组件，它的特点是具有两个紧密相邻的核心。文章中提到，当纤芯间距设为7.4 μm时，可以在控制体内产生5条干涉明纹。这些干涉条纹的出现是由于两核心之间的光干涉，提供了测量速度的基础。然而，由于实际实验中的噪声影响，实验得到的条纹强度比理论计算的要小。作者指出，增加纤芯间距可以增加干涉条纹的数量，从而提高速度测量的精度，因为更多的条纹意味着更高的分辨率。 在实验部分，研究人员进行了单点、两点和三点速度的测试。在单点测量中，粒子的平均速度为0.980 m/s，其相对不确定度仅为0.5%，显示出较高的测量精度。两点和三点测量的结果也验证了该系统的多点测量能力，粒子平均速度分别在1.761 m/s到2.106 m/s的范围内，进一步证明了系统的稳定性和可靠性。 此外，通过对双芯光子晶体光纤出射光斑至相干过程的成像，研究人员发现速度计的工作距离约为30 μm。这个工作距离对于微流体应用来说是非常合适的，因为它允许在有限的空间内进行精确的多点测量。 论文强调了基于双芯光子晶体光纤的LDV系统的优点，包括探头的小型化和系统的简洁性，这使得它可以轻易地集成到微系统中，用于微流体流场的多点速度测量。这项技术的发展对于微流体学、生物医学工程、微纳米制造等领域都具有重要的应用价值，因为它能提供实时、精确且无需接触的流场动态信息。 关键词：测量；激光多普勒速度计；双芯光子晶体光纤；相干特性；多点测量 文章发表于2015年的《光学学报》(Acta Optica Sinica)，表明了这一领域的研究已经取得了一定的进展，并为后续的相关研究提供了理论基础和技术参考。通过不断优化和改进，这种基于双芯光子晶体光纤的激光多普勒多点速度测量技术有望在未来的微尺度测量领域发挥更大的作用。