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Ds 369
§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CARS 447
§8-3-3 窄带扫描CARS与单脉冲宽带CARS 450
§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