Монография содержит систематическое и вместе с тем доступное изложение методов и средств оптической диагностики потоков газовых и конденсированных сред. Особое внимание уделяется лазерной доплеровской анемометрии, исследованию полей фазовой оптической плотности методами гильберт-оптики, визуализации полей скоростей в реальном времени, 2D и 3D технологиям измерений кинематических и структурных параметров потоков. Обсуждаются вопросы применения оптической диагностики в экспериментальной гидро- и аэродинамике, теплофизике и в промышленном производстве, связанном с необходимостью невозмущающего контроля. Выявляется и прослеживается общность подходов в анализе и синтезе основных оптических средств диагностики потоков. Изложение ведется с позиций теории линейных систем в оптике, что делает книгу понятной широкому кругу читателей.br/Предназначена для специалистов в области прикладной оптики, измерительной техники, а также для всех, использующих в своей работе оптические методы контроля и измерений.br/Табл. 6, ил. 266, библиогр. 304.

Предисловие......5 Глава 1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ В ОПТИКЕ......7 1.1. Пространство как линейная система по отношению к оптическому сигналу......7 1.2. Линза как квадратичный фазовый фильтр......18 1.3. Оптическое преобразование Фурье......25 1.4. Оптическое преобразование Фурье с переменным масштабом......30 1.5. Гауссовы пучки и их распространение......36 1.6. Интерференция оптических волн......43 1.7. Преобразование Гильберта......49 1.8. Фотоэлектрическое преобразование сигналов......57 1.9. Методы частотной модуляции излучения......63 1.10. Оптический эффект Доплера......74 Литература......78 Глава 2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛА ЛДА В К-ПРОСТРАНСТВЕ......79 2.1. Базовые схемы ЛДА......79 2.2. Когерентные эффекты в оптическом сигнале......85 2.3. ЛДА с компенсацией низкочастотного пьедестала в доплеровском сигнале......92 2.4. Схемы с фотосмешением боковых полос фурье-спектра оптического сигнала......99 2.5. Определение знака скорости и перенос спектра доплеровского сигнала......105 2.6. Оптические методы селекции вектора скорости......112 2.7. Оптико-электронные методы селекции вектора скорости......121 Литература......129 Глава 3. СТРУКТУРА ОПТИЧЕСКОГО СИГНАЛА В ДОПЛЕРОВСКОЙ АНЕМОМЕТРИИ......133 3.1. Оптический сигнал от точечных частиц......133 3.2. Структура некогерентного многочастичного сигнала......148 3.3. Структура когерентного многочастичного сигнала......157 3.4. Влияние размера частиц на структуру некогерентного сигнала в дифференциальной схеме......167 3.5. Влияние размера частиц на структуру когерентного сигнала в дифференциальной схеме......179 3.6. Влияние размера частиц на структуру сигнала в схеме с опорным пучком......181 3.7. Фотосмешение боковых полос фурье-спектра оптического сигнала от частиц конечного размера......185 Литература......191 Глава 4. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ДВИЖУЩИХСЯ СРЕД
ОСНОВАННЫЕ НА ЛАЗЕРНЫХ ДОПЛЕРОВСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ......193 4.1. Принцип неопределенности для оптического сигнала в лазерных доплеровских измерительных системах......193 4.2. Адаптивная временная селекция вектора скорости......196 4.3. Селекция и обработка сигналов в доплеровских измерительных технологиях......211 4.4. Редукция времяпролетной ширины спектра сигнала......220 4.5. Особенности применения полупроводниковых лазеров для оптических измерений скорости......227 4.6. Адаптивная пространственно-временная селекция вектора скорости......232 4.7. Лазерная доплеровская анемометрия потоков с фазовыми неоднородностями......236 4.8. Фотодинамические эффекты в лазерной доплеровской анемометрии......244 4.9. Измерение размеров частиц методами ЛДА......253 4.10. Оптические схемы ЛДА с когерентной обратной связью......264 4.11. ЛДА с оптическими частотными дискриминаторами......275 4.12. 3D Лазерная доплеровская визуализация поля скоростей......282 Литература......290 Глава 5. РЕАЛИЗАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНЫХ УСТРОЙСТВ......295 5.1. ЛДА для измерения одной компоненты скорости......295 5.2. Лазерные доплеровские измерители вектора скорости......303 5.3. Лазерная доплеровская визуализация поля скоростей......316 5.4. Оптическая диагностика поверхностных волновых структур......324 5.5. Лазерные измерители скорости и линейных размеров......338 5.6. Оптический метод исследования газожидкостных потоков в регулярных шаровых структурах......344 Литература......349 Глава 6. ГИЛЬБЕРТ-МЕТОДЫ В ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ......351 6.1. Изотропное преобразование Гильберта......351 6.2. Реализация оптических процессоров
выполняющих преобразования Гильберта и Фуко-Гильберта......365 6.3. Реконструкция функции прозрачности амплитудно-фазовых объектов по комплементарным тенеграммам Фуко-Гильберта......372 6.4. Измерители линейных размеров и оптического качества деталей......380 6.5. Экспериментальное исследование параметрически возбужденных волн на поверхности жидкости методом изотропной гильберт-визуализации......393 6.6. Применение гильберт-визуализаторов в экспериментальной гидро- и газодинамике......401 Литература......412