雷射都卜勒測速系統之研究

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蘇威成(Wei-Cheng Su) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

雷射都卜勒測速系統之研究
(The investigation of laser Doppler velocimeter system)

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摘要(中)

雷射都卜勒測速系統不僅可應用在工業量測這方面（例如用來量測流體的流速），亦可應用在生物醫學的研究上（例如用來做生物組織的斷層掃描）。
本研究首先將麥克森干涉儀架構中的其中一面鏡子架設在移動平台上，並利用光學的都卜勒效應來量測出該面鏡子的移動速率。之後再用光纖來取代麥克森干涉儀中那兩條於free space中傳播的光路（包括single-mode和multimode），經這樣的更改，這個架構的兩條光路在空間中的傳播方向可以變化多端，因此在進行量測工作的時候便方便了許多。目前本研究的進度是：只要一物體的移動速率很穩定，並且當雷射都卜勒測速系統所發出的光線射至此物體後，其散射光的強度夠強（60μW以上），我們便可量測出該物體的移動速率。
本研究所架構出的雷射都卜勒測速系統，不但可將量測到的結果即時顯示出來，而且，它不須接觸到物體，便可將其移動速率量測出，再加上這套系統可以控制光線的行進方向，因此，與其它的測速系統比較起來，這套測速系統具有它獨特的優越性以及方便性。

關鍵字(中)

★ 都卜勒測速係統
★ 都卜勒頻移

關鍵字(英)

★ Doppler velocimeter system
★ Doppler frequency shift

論文目次

摘要 I
誌謝 Ⅱ
章節目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 XⅣ
章節目錄
第一章緒論 1
1.1 研究目的 1
1.2 研究背景及重要性 1
1.3 論文架構 3
第二章基本理論 4
2.1 光學的都卜勒效應 4
2.2 由散射所引起的都卜勒效應 8
2.3 因反射而產生的都卜勒頻移 10
2.4 檢測光學之都卜勒頻移值的原理 12
第三章基本實驗架構及頻譜分析儀之製作與測試 14
3.1 雷射都卜勒測速系統之架構 14
3.2 頻譜分析儀 16
3.3 頻譜分析儀之測試 17
第四章利用麥克森干涉儀架構來量測面鏡移動速率 22
4.1 實驗架構 22
4.2 實驗結果與討論 24
第五章利用光纖來量測面鏡的移動速率 47
5.1 利用單模光纖來量測面鏡之移動速率 48
5.1-1 實驗架構 48
5.1-2 實驗結果與討論 49
5.2 利用多模光纖來量測面鏡之移動速率 53
5.2-1 實驗架構 53
5.2-2 實驗結果與討論 54
第六章結論與未來展望 59
6.1 結論 59
6.2 未來展望 60
參考文獻 61
附錄A 當光源在S’座標系中時的都卜勒效應 63
附錄B 光纖與coupler的相關資料 66
附錄C 資料擷取卡的相關資料 67
附錄D 本實驗室固有的兩種檢測器之型號 68
附錄E 移動平台系統的相關資料 69

參考文獻

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指導教授

李孝貽、游漢輝
(Hsiao-Yi Lee、Hon-Fai Yau)

審核日期

2003-7-15

推文