二色调相式双折射系统的设计及其应用.pdfVIP

· 4 · 材料导报 B：研究篇 2011年 1月(下)第25卷第 1期 二色调相式双折射系统的设计及其应用 范吉昌 ，彭响方 (1 华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心，聚合物成型加工工程教育部重点实验室，广州 510640； 2 洛阳理工学院材料科学与工程系，洛阳471023) 摘要 以二色氩离子激光作光源，采用相调制技术设计了用于同时实时测量流场双折射及取向角的二色调相 式流动双折射实验装置。由于采用了二色光源，避免了在计算过程中运用二阶贝塞尔函数以及在信号处理时分析二 次谐波，简化 了实验装置及结果计算。装置通过低通滤波 电路和锁相放大器分别测量入射光和出射光中基频成分的 光强度，并把它们转换成数字信号，由此计算出待测流场的双折射和取向角。实验证明，应用该装置同步测量了双折 射及取向角，最大测量误差控制在 0．5 41 。 关键词 光学测量 双折射 取向角 相调制 流场 中图分类号：TN247；0436．3 文献标识码：A DesignofTwo-colorPhase-modulatedBirefringenceExperiment andItsApplication FANJichang ，PENGXiangfang (1 TheKeyLaboratoryofPolymerProcessingEngineeringofM inistryofEducation，TheNationalEngineeringResearch CenterofNovelFxtuipmentforPolymerProcessing，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640； 2 DepartmentofMaterialsScienceandEngineering．LuoyangInstituteofSc ienceandTechnology，Luoyang471023) Abstract A two-color phase-modulatedbirefringence equipment，used forthesimultaneousand real—time measurementofbirefringenceandorientation angleofflow field，wasdesignedusingatwocolorargon-ion laseras lightsourcecoupledwiththephase-modulatetechnology．Theinvolvementofsecond-orderBesselfunctioninthecal— culfitionandanalysisofsecondharmoniccomponentinsignalprocessingwereavoidedforthereasonofatwo-colorla— serusedaslightsource，SOthecalculationandtheprocessofexperimentbecamesimplified．Low filtercircuitsand lock—inamplifierswereusedtOmeasuretheintensitiesoftheincidentlightandthefundamentalcomponentofemergent lightrespectively，thentheanalogsignalsoflightintensitieswerechangedtOdigitalsignals，andthusthecalculation ofbirefringenceandorientationanglewasachieved．Ithasbeenprovedbyexperimentsthatthisapparatuscanaccu—