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基于斐索干涉仪的直接探测多普勒测风激光雷达 被引量:15
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作者 刘继桥 陈卫标 胡企铨 《大气科学》 CSCD 北大核心 2004年第5期762-770,共9页
提出结合多光束斐索 (Fizeau)干涉仪和CCD探测器的条纹图像技术 ,测量地球边界层下的三维风场的直接探测多普勒激光雷达技术。在分析Fizeau干涉仪的物理特性和光谱特性以及影响测量多普勒频移的因数和改进方法的基础上 ,提出一套切合实... 提出结合多光束斐索 (Fizeau)干涉仪和CCD探测器的条纹图像技术 ,测量地球边界层下的三维风场的直接探测多普勒激光雷达技术。在分析Fizeau干涉仪的物理特性和光谱特性以及影响测量多普勒频移的因数和改进方法的基础上 ,提出一套切合实际的直接探测多普勒激光雷达系统参数。并利用该参数进行性能评估分析 ,模拟不同干涉仪参数对风速精度的影响 ,得出一个优化的干涉仪物理参数。模拟结果显示 ,系统可以获得小于1ms- 1 的水平风速精度。这些分析 ,为建立实际的激光雷达系统提供设计依据。 展开更多
关键词 斐索干涉仪 直接探测 多普勒测风激光雷达 风速
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基于双F-P干涉仪的多普勒测风激光雷达的性能分析(英文) 被引量:2
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作者 迟如利 封素敏 +3 位作者 钟志庆 孙东松 周军 胡欢陵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期36-40,共5页
自行研制了一台基于双边缘技术的多普勒激光雷达,用于测量对流层大气风场。该雷达采用具有高光谱分辨率的双Fabry-Perot干涉仪来检测气溶胶后向散射的多普勒频移量。给出了多普勒测风激光雷达的结构和参数。利用干涉仪参数讨论了雷达系... 自行研制了一台基于双边缘技术的多普勒激光雷达,用于测量对流层大气风场。该雷达采用具有高光谱分辨率的双Fabry-Perot干涉仪来检测气溶胶后向散射的多普勒频移量。给出了多普勒测风激光雷达的结构和参数。利用干涉仪参数讨论了雷达系统的测量精度。实验测定了双干涉仪的频谱曲线。通过计算和分析,由测量的干涉仪频谱曲线的的标准偏差引起的系统测量误差为0.5 m/s。系统的测量误差随着测量的高度和所测速度的增加在增大,在高度10 km测量50 m/s的风速时系统的测量误差小于2 m/s。 展开更多
关键词 多普勒 Fabry-Perot干涉仪 激光雷达 后向散射
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全光纤M-Z干涉仪的高灵敏度与大动态范围多普勒激光雷达风场探测技术 被引量:2
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作者 汪丽 谭林秋 +3 位作者 常博 鲁耕耕 高飞 华灯鑫 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期958-963,共6页
多普勒测风激光雷达是大气风场探测的重要手段之一。通过检测风速导致的大气后向散射谱的多普勒频移从而实现风速的探测。由于受鉴频器本身特性的影响,高灵敏度与大动态范围的探测一直是大气风场探测的难点。提出采用双光纤Mach-Zehnde... 多普勒测风激光雷达是大气风场探测的重要手段之一。通过检测风速导致的大气后向散射谱的多普勒频移从而实现风速的探测。由于受鉴频器本身特性的影响,高灵敏度与大动态范围的探测一直是大气风场探测的难点。提出采用双光纤Mach-Zehnder干涉仪(FMZI)作为多普勒激光雷达的鉴频器件,设计两路不同动态范围及风速探测灵敏度的FMZI鉴频器同时对大气回波信号进行鉴频。采用小光程差(13.7 cm)、大动态范围(±100 m·s^(-1))鉴频光路FMZI-2对风速区间进行定位,大光程差(74.8 cm)、高探测灵敏度(2.62%/(m·s^(-1)))的鉴频光路FMZI-1进行风速精细探测,从而实现大动态范围高灵敏度的风场探测。利用标准大气模型对不同参数条件下的系统灵敏度、系统探测的信噪比及风速误差进行仿真分析。结果表明,该系统可以实现±100 m·s^(-1)大动态范围内风速误差小于1 m·s^(-1)的大气风场探测,为大动态范围高灵敏度测风激光雷达的发展进行了有益的探索。 展开更多
关键词 多普勒激光雷达 光纤Mach-Zehnder干涉仪 大动态范围 高灵敏度
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基于光纤Mach-Zehnder干涉仪多普勒激光雷达鉴频器的校准及风速探测(英文) 被引量:1
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作者 汪丽 陈凯 +5 位作者 陈旭 高飞 王骏 闫庆 晏雯秀 华灯鑫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期15-19,共5页
分析了光纤Mach-Zehnder干涉仪作为鉴频器的多普勒激光雷达风速探测灵敏度及动态范围与光程差的关系.当光纤Mach-Zehnder干涉仪光程差从0.1 m变化到1.5 m时,对应风速探测范围从±199.5m/s变化到±13.3m/s.光程差为0.45m时,风速... 分析了光纤Mach-Zehnder干涉仪作为鉴频器的多普勒激光雷达风速探测灵敏度及动态范围与光程差的关系.当光纤Mach-Zehnder干涉仪光程差从0.1 m变化到1.5 m时,对应风速探测范围从±199.5m/s变化到±13.3m/s.光程差为0.45m时,风速变化1m/s对应的最高灵敏度为2.15%.光程差误差将导致风速反演误差.当光程差为0.145 9m和1.088 9m时,1nm的光程差误差将导致反演风速误差分别为1.028m/s和0.138m/s.应用激光波长调谐的方法得到光纤Mach-Zehnder干涉仪的透过率曲线,由自由光谱范围精确确定了光程差的值.应用此干涉仪作为鉴频器的激光雷达完成了实际风速探测,反演风速与相干探测风速具有较好的一致性,证明了校准探测的正确性. 展开更多
关键词 多普勒激光雷达 光纤Mach-Zehnder干涉仪 光程差 校准 激光波长调谐
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新型双通道Mach—Zehnder干涉仪多普勒测风激光雷达鉴频系统研究及仿真 被引量:3
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作者 江月松 张新岗 +2 位作者 王帅会 欧军 唐华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期7-11,共5页
Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪可作为鉴频器件应用于多普勒测风激光雷达系统中.鉴于一般M-Z干涉仪的稳定性差,不易于调节的缺点,提出一种基于双棱镜结构的新型双通道M-Z干涉仪作为多普勒测风激光雷达鉴频器件.在进行探测原理分析的基础上,利... Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪可作为鉴频器件应用于多普勒测风激光雷达系统中.鉴于一般M-Z干涉仪的稳定性差,不易于调节的缺点,提出一种基于双棱镜结构的新型双通道M-Z干涉仪作为多普勒测风激光雷达鉴频器件.在进行探测原理分析的基础上,利用光学设计软件对其鉴频系统结构进行了参量优化设计和系统仿真.通过设定实验参量并进行光线追迹模拟仿真实验结果,应用反演理论获得了风速值.利用多普勒频移公式计算获得理论风速并与仿真结果进行了对比,结果表明反演仿真风速与理论风速值基本吻合,标准差为0.46m/s.此新型双通道M-Z干涉仪可以作为鉴频器件应用于多普勒测风激光雷达系统中,在光路的调节及提高系统稳定性上具有优势. 展开更多
关键词 大气探测 激光雷达 多普勒测风 鉴频系统 双通道M—Z干涉仪 仿真分析 数据反演
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激光多普勒干涉仪在机床测量方面的应用 被引量:2
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作者 步海光 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2003年第3期73-74,共2页
关键词 激光多普勒干涉仪 机床 测量
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用于激光驱动飞片诊断的线成像速度干涉仪 被引量:8
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作者 刘寿先 李泽仁 +4 位作者 彭其先 陈光华 刘俊 蒙建华 袁树云 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2281-2284,共4页
设计并建立了一套完整的线成像激光干涉测速系统,用于激光驱动技术中小尺寸飞片或样品一条线上所有点的速度测量。它将激光压缩为线状照射到靶面,用成像物镜收集靶面的漫反射光并传递到广角迈克尔逊干涉腔中形成干涉,产生的梳妆干涉条... 设计并建立了一套完整的线成像激光干涉测速系统,用于激光驱动技术中小尺寸飞片或样品一条线上所有点的速度测量。它将激光压缩为线状照射到靶面,用成像物镜收集靶面的漫反射光并传递到广角迈克尔逊干涉腔中形成干涉,产生的梳妆干涉条纹作为信号载体,用变像管扫描相机记录条纹随时间的变化,用不同位置的条纹移动量反推出不同位置的速度分布,实现空间分辨。系统具有50 ps响应时间和20μm空间分辨能力。用该系统测量了激光驱动飞片的速度场,清晰的扫描干涉图像直观显示了飞片的运动过程和各点的速度差异。用傅里叶变换方法对干涉图像进行处理,得到了靶面一条线的速度和位移分布。 展开更多
关键词 激光干涉测速 冲击波诊断 线成像速度干涉仪 激光驱动
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扩展光束型激光多普勒速度测量系统 被引量:17
8
作者 李秀明 黄战华 朱猛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1102-1109,共8页
为了获得高速弹丸在出膛后的瞬时速度以及在不同位置时的速度分布,提出了一种基于扩展光束的激光多普勒测速系统。该系统对出射的激光束进行两次扩展,使扩展后的相干光束在空间某一位置相交来形成具有一定延展范围的探测体。该方法有效... 为了获得高速弹丸在出膛后的瞬时速度以及在不同位置时的速度分布,提出了一种基于扩展光束的激光多普勒测速系统。该系统对出射的激光束进行两次扩展,使扩展后的相干光束在空间某一位置相交来形成具有一定延展范围的探测体。该方法有效避免了经典双光束多普勒测速系统由于探测体积小而导致的物体偏离探测区域的情况,因此,在实际测量弹丸速度的过程中能够解决传统多普勒系统因弹道偏差而导致的无法测速的问题。该系统也可以采用并联方式来监测弹丸在弹道不同位置上的速度分布。通过实验对激光束进行了不同尺度的径向扩束,并在此基础上获得了不同散射面积下的多普勒信号。分析结果显示:在速度为10~25m/s时,测量值与实际值的平均误差可以达到1%~2%,表明这种测量方法是有效且可行的。 展开更多
关键词 激光多普勒测速系统 扩展光束 高速弹丸 速度测量
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二维点列式激光多普勒法测量物体速度 被引量:7
9
作者 李秀明 黄战华 +2 位作者 李翔宇 张昊 龙宁波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2627-2632,共6页
提出了一种二维点列式激光多普勒测量方法,用于捕捉轨迹有一定波动范围的空间运动物体的速度信息。该方法使衍射光栅产生的多束相干光在空间某探测位置相交,从而形成一个结构可调的二维探测体阵列。当物体轨迹的波动量在二维阵列范围内... 提出了一种二维点列式激光多普勒测量方法,用于捕捉轨迹有一定波动范围的空间运动物体的速度信息。该方法使衍射光栅产生的多束相干光在空间某探测位置相交,从而形成一个结构可调的二维探测体阵列。当物体轨迹的波动量在二维阵列范围内时,系统即可以获得其速度信息。与扩展光束型的多普勒测速系统相比,该方法具有空间分辨率高及能量集中等优点,因此可以用于远距离探测。另外,对固体表面散射光的多普勒信号进行了分析及模拟。结果表明:测量结果与模拟结果相一致,且经频谱校正后的平均误差可以达到1.63%。该系统结构易于集成,调节方便,适用于轨迹有一定波动量的空间物体的速度测量。 展开更多
关键词 激光多普勒测速仪 速度测量 二维点列 轨迹波动
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激光速度干涉仪测量法在炸药圆筒试验中的应用 被引量:15
10
作者 陈朗 李泽仁 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期229-232,共4页
在炸药标准圆筒试验中 ,除了使用电探针测量炸药爆速、用高速相机记录圆筒膨胀过程的传统试验方法外 ,还用激光速度干涉仪 (VISAR)直接测量圆筒表面速度。根据圆筒试验的二维爆轰数值模拟分析结果 。
关键词 炸药 爆轰 圆筒试验 激光速度干涉仪
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激光冲击强化靶背面自由表面速度的全光纤光子多普勒测速法测量 被引量:4
11
作者 王健 吴重庆 +2 位作者 宋宏伟 于涛 许静静 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期1212-1216,共5页
用现有的光纤通信器件,搭建了全光纤光子多普勒速度测量(Photonic Doppler Velocimetry,PDV)系统;用PDV系统测量了激光冲击强化(Laser Shocking Peening,LSP)靶背面自由表面速度。提出了一种称为微分法的新的PDV数据处理方法,并证明了... 用现有的光纤通信器件,搭建了全光纤光子多普勒速度测量(Photonic Doppler Velocimetry,PDV)系统;用PDV系统测量了激光冲击强化(Laser Shocking Peening,LSP)靶背面自由表面速度。提出了一种称为微分法的新的PDV数据处理方法,并证明了与传统条纹法相比,在相同的硬件条件下,不但提高了测量精度,而且扩大了测量范围。用微分法对LSP实验中的测量数据进行了处理,实现了运动初始阶段自由表面瞬时速度的精确测量,因此微分法对冲击波与轰爆波中瞬态加速过程的数据处理特别适用。 展开更多
关键词 测量 背面自由表面速度 激光冲击强化 全光纤光子多普勒测速 微分法 条纹法
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油中悬浮粒子激光多普勒测速瞬时速度的分析 被引量:3
12
作者 陈彬 颜欢 刘阁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期141-148,共8页
二维频移激光多普勒测量油中悬浮粒子速度时,根据悬浮粒子通过针孔光阑时存在的四种不同情况,对原有激光多普勒测量悬浮粒子瞬时速度的方法进行了改进,提出一种悬浮粒子瞬时速度分析处理方法,利用该方法,对水平方管内的油中悬浮粒子的... 二维频移激光多普勒测量油中悬浮粒子速度时,根据悬浮粒子通过针孔光阑时存在的四种不同情况,对原有激光多普勒测量悬浮粒子瞬时速度的方法进行了改进,提出一种悬浮粒子瞬时速度分析处理方法,利用该方法,对水平方管内的油中悬浮粒子的瞬时速度进行了测量分析。结果表明:改进方法获取的悬浮粒子瞬时速度的稳定性较好,能够表征在一组粒子通过激光多普勒的针孔光阑的时间段内粒子组随着时间的变化趋势,提高了频移激光多普勒采样数据的利用效率,有利于进一步准确表征悬浮粒子在油液中二维瞬时速度的分布特征和运动轨迹,为激光多普勒实验测量中悬浮粒子瞬时速度的表征提供理论支撑。 展开更多
关键词 激光多普勒测速 悬浮粒子 瞬时速度 频移数据 针孔光阑
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激光速度干涉仪测量炸药驱动金属的运动速度 被引量:2
13
作者 陈朗 冯长根 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期121-124,共4页
为了准确观察炸药驱动金属运动的细节 ,用激光速度干涉仪 (VISAR)测量了金属平板表面速度变化历程。介绍了激光速度干涉仪测量参数确定和原始干涉波形信号的处理方法 ,讨论了波形信号丢失情况 ,如何判断丢失的条纹数及对测量速度进行修... 为了准确观察炸药驱动金属运动的细节 ,用激光速度干涉仪 (VISAR)测量了金属平板表面速度变化历程。介绍了激光速度干涉仪测量参数确定和原始干涉波形信号的处理方法 ,讨论了波形信号丢失情况 ,如何判断丢失的条纹数及对测量速度进行修正的方法。对于单灵敏度激光速度干涉仪 ,通过对测量速度的理论估算 ,能够帮助判断丢失条纹数 。 展开更多
关键词 激光速度干涉仪 炸药 金属 运动速度 干涉条纹信号 速度修正 爆轰驱动
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多点激光速度干涉仪
14
作者 李泽仁 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第S2期53-53,共1页
多点激光速度干涉仪李泽仁(中国工程物理研究院流体物理研究所成都610003)多点激光速度干涉仪系统是在需要空间及时间同时分辨的应用基础上发展起来的,它不但保持了传统单点激光速度干涉仪的测试误差小、连续及非接触测量、可... 多点激光速度干涉仪李泽仁(中国工程物理研究院流体物理研究所成都610003)多点激光速度干涉仪系统是在需要空间及时间同时分辨的应用基础上发展起来的,它不但保持了传统单点激光速度干涉仪的测试误差小、连续及非接触测量、可以监测任意反射表面等性能,还有如下... 展开更多
关键词 激光速度干涉仪 中国工程物理研究院 干涉系统 非接触测量 流体物理 时间分辨能力 数据处理 应用前景 测速系统 结构及性能
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激光多普勒对于火炮驻退机湍流速度场的测量 被引量:3
15
作者 吴利民 叶莉华 +1 位作者 贺安之 闫大鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 1998年第6期29-30,共2页
驻退机是反后坐装置中控制火炮后坐规律的关键部件。测试驻退机湍流速度场的目的是逐步揭示驻退机内湍流流场的结构和特点,为驻退机的设计和改进提供一些有益的参考。传统的测试方法是用传感器测量液体速度,其主要缺点是干扰流场、耗... 驻退机是反后坐装置中控制火炮后坐规律的关键部件。测试驻退机湍流速度场的目的是逐步揭示驻退机内湍流流场的结构和特点,为驻退机的设计和改进提供一些有益的参考。传统的测试方法是用传感器测量液体速度,其主要缺点是干扰流场、耗资高、风险大、周期长。基于此,采取了先进的LDV测试手段,对湍流流场进行测量,其测量精度比其它方法有着明显的优越性。测试结果揭示了驻退机内湍流流场的结构和特点。 展开更多
关键词 驻退机 激光多普勒 湍流速度 测量 火炮
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基于激光多普勒频移技术测量液流速度 被引量:3
16
作者 顾伟舟 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期81-82,共2页
基于多普勒频移和普勒相位差原理 ,利用粒子散射理论对液流速度进行了分析研究 。
关键词 多普勒频移 粒子散射理论 液流速度 激光 测量技术 多普勒信号
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小型激光多普勒干涉系统的研究 被引量:2
17
作者 杨安 中岛健 《激光技术》 CAS CSCD 1994年第4期202-206,共5页
本文就半导体激光小型多普勒干涉系统的研制及作为速度测量系统的测量精度和实用可行性进行了探讨。
关键词 激光 多普勒 干涉系统 速度测量
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非接触测量振动与冲击速度的激光多普勒方法 被引量:1
18
作者 沈熊 王宗森 《仪器仪表学报》 EI CAS 1986年第4期367-373,共7页
本文论述了应用激光多普勒效应,非接触测量振动与冲击速度的方法。研制了一套带有频移的二维激光多普勒测速(LDV)系统,既可用于流动,也可用于固体运动测量。应用此系统对气缸活塞速度和冲击靶的大加速度的测量,进行了初步尝试。
关键词 激光多普勒方法 非接触测量 冲击速度 激光多普勒测速 气缸活塞 参考光束 速度测量 双光束 声光调制器 压电加速度
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车载多普勒激光雷达在1550 nm的距离和速度测量 被引量:1
19
作者 高俊祥 陈文波 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2022年第11期85-90,共6页
文中基于车载多普勒激光雷达,对其在1 550 nm的距离和速度测量进行了研究,并且对车载激光雷达以及距离同步测量数值进行了设置,通过傅里叶分析法求出外差信号多普勒频率,从而求出目标速度。提出提高发射信号带宽调制方案,测量目标距离,... 文中基于车载多普勒激光雷达,对其在1 550 nm的距离和速度测量进行了研究,并且对车载激光雷达以及距离同步测量数值进行了设置,通过傅里叶分析法求出外差信号多普勒频率,从而求出目标速度。提出提高发射信号带宽调制方案,测量目标距离,解决最大测量距离及距离分辨率间的矛盾。通过分析影响的原因,拟周期代码插入伪随机码调制编码,并在接收端通过使用相关的功能计算出激光飞行时间和外差信号的多普勒频率。仿真结果表明:车载激光雷达使用脉冲、调幅方式对提高系统灵敏度有利,在伪随机码中插入周期码,可实现车载激光雷达速度、距离同步测量,调制码宽度决定距离测量精度,发送信号长度决定速度测量精度。 展开更多
关键词 激光雷达 速度 距离 多普勒 傅里叶分析法
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对JSG-1型激光速度干涉仪的条纹常数的进一步修正 被引量:1
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作者 李泽仁 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第2期157-163,共7页
本文详细讨论了由于JSG-1激光速度干涉仪中延迟元件折射率随光波波长变化而改变,以及由于直接支路端镜M_1和延迟支路端镜M_2的相对位置不满足难零程差条件时,对该仪器的条纹常数的影响,给出了对条纹常数的修正因子,并将条纹常数的相对... 本文详细讨论了由于JSG-1激光速度干涉仪中延迟元件折射率随光波波长变化而改变,以及由于直接支路端镜M_1和延迟支路端镜M_2的相对位置不满足难零程差条件时,对该仪器的条纹常数的影响,给出了对条纹常数的修正因子,并将条纹常数的相对误差和条纹数的测试误差进行了比较。这对提高JSG—1型激光速度干涉仪的测试精度具有重要意义。 展开更多
关键词 激光 速度 干涉仪 条纹常数
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