[发明专利]一种基于声光效应的高精度海水流速测量方法

摘要

本发明公开了一种基于声光效应的高精度海水流速测量方法，本发明利用声光效应为基本测量原理，在超声飞过激光时，会因为声光效应使得衍射光的频率发生变化，本发明选用一级衍射光。将发生声光效应的测量光的一级衍射光与参考光路合束拍频从而获得光频发生的变化；当发射的超声因为海水中的悬浮粒子发生散射再次与测量光发生声光效应后，可以通过同样的方法获得光频的变化，进而获得超声因为运动的粒子而发生的多普勒频移，从而获得海水流速的大小和方向。本发明以红外激光声光效应为基本原理对海水流速剖面进行检测，目的在于实现高精度、高稳定性的流速测量。

主权项

1.一种基于声光效应的高精度海水流速测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：/n对红外光源通过电光调制器调制后，依次通过掺饵光纤光功率放大器、倍频晶体、第一1/2波片、第一偏振分束立方，并经第一反射镜反射后，确保两束光平行等高进入水槽中，开启脉冲发生器，激发脉冲超声；/n调整测量光路与参考光路时，在两束光前端尽量远的地方放置一可调俯仰偏摆的反射镜，调整反射镜使得参考光路与反射镜垂直，即在参考光路的前进端放置一小孔光阑，确保经反射镜反射回来的光通过同一光阑；调整第一反射镜，使得测量光路与反射镜垂直，即确保经反射镜反射回来的光通过第二光阑；/n调整第一超声探头的位置，使得超声垂直飞过两平行光束，才能保证两束光之间的距离即为超声飞行的距离，再加上由声光效应获取相应距离的飞行时间，获取海水声速值；由所得的衍射光强与原基底光强之比，求出超声在参考光路处的声压，根据超声在水中的衰减系数求出测量光路处的声压，再反算出测量光路处的光强比，调整超声探头的位置；/n将两束从水槽中射出的发生声光效应的平行光进行合束，在第二偏振分束立方的两侧分别用第一光电探测器、第二光电探测器接收光信号并转换为电信号后由频率计数器、示波器获取飞行距离信息与时间信息从而获得海水声速；/n将未发生多普勒频移的超声与测量光发生声光效应后将其一级衍射光与参考光合为一束进行拍频，并利用光电探测器接收后将其转换为电信号进行探测，获取因声光效应导致光频发生的频移；/n而后当发射的超声碰到海水中悬浮粒子即发生多普勒频移的超声与测量光发生声光效应后同样获得光频发生的频移，从而通过两次光学频移获得声学多普勒频移，从而获得海水流速。/n