Verfahren zur Messung und Auswertung der Interferenzphase in der Laser-Doppler-Velocimetrie:
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| Language: | German |
| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1996
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Titel: Verfahren zur Messung und Auswertung der Interferenzphase in der Laser-Doppler-Velocimetrie
Autor: Czarske, Jürgen
Jahr: 1996
V Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Gegenstand und Problemstellung. 1 1.2 Stand der Kenntnisse. 2 1.3 Ziel dieser Arbeit. 3 2 Physikalische Grundlagen 5 2.1 Doppler-Effekt. 5 2.2 Streifenmodell . 8 2.3 Burstsignal . 11 3 Achromatische Laser—Doppler—Velocimetrie 16 3.1 Beugungsgitter als Strahlteiler. 16 3.1.1 Motivation. 16 3.1.2 Prinzip. 17 3.2 Fourieroptik. 17 3.3 Optisches Abbildungssystem. 20 4 Messung der Interferenzphase 24 4.1 Grundlagen. 24 4.2 Homodynverfahren. 27 4.2.1 Prinzip. 27 4.2.2 Achromatisches, faseroptisches Laser-Doppler-Velocimeter. 28 4.3 Heterodynverfahren. 30 4.3.1 Prinzip. 30 4.3.2 Stimulierte Brillouin-Streuung in Glasfasern. 37 4.3.3 Frequenzmodulierter Laser mit faseroptischer Verzögerungsstrecke . 44 4.3.4 Zweifrequenz-Mikrochip-Laser. 48 4.4 Phasendigitalisierungstechnik. 58 5 Meßabweichung der Interferenzphase 61 5.1 Systematische Meßabweichung der Phase. 61 5.2 Statistische Meßunsicherheit der Phase.- 63 5.2.1 Signal-zu-Rausch-Verhältnis . 63 5.2.2 Phasenrauschen. 68
VI 6 Meßunsicherheit der Mittenfrequenz 73 6.1 Problemstellung. 73 6.2 Methode. 75 6.2.1 Modellbildung. 76 6.2.2 Annahmen . 79 6.2.3 Kausalkette. 80 6.2.4 Ergebnis. 82 6.3 Folgerungen. 84 7 Optimierungsbetrachtungen 89 7.1 Meßkette.r~. 89 7.2 Zielsetzung und Vorgehensweise. 91 7.3 Streulichtleistung. •_?•••• 92 7.4 Trajektorie des Tracerpartikels. 93 7.5 Dimensionierung des Meßvolumens. 96 7.5.1 Meßvolumenform. 96 7.5.2 Meßvolumendurchmesser. 101 7.5.3 Streifenanzahl. 105 7.6 Signalerfassung und Signalauswertung. 106 7.6.1 Zeitdiskretisierung. . . 107 7.6.2 Phasenquantisierungsklassen. 109 7.6.3 Mittelungszeit. 109 7.7 Ergänzungen . 113 7.8 Diskussion. . 115 8 Zusammenfassung 117 9 Anhang 120 9.1 Zur Unschärferelation. 120 9.2 Zur Schätztheorie. 122 9.3 Zur Linearen Regression. 125 10 Schrifttum 128 |
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