告别复杂光路!国防科大最新“黑科技”:双光束多普勒测速技术迎来大突破

来源:激光每日说

发布时间:2026-06-01

激光多普勒测速技术(LDV)作为现代非接触式测量的“黄金标准”,在航空航天、流体力学及等领域发挥着无可替代的作用。然而,传统设备为了辨别物体的“运动方向”,往往需要引入旋转光栅、电光晶体等复杂的光学频移装置。这不仅让光路变得像迷宫一样错综复杂,还极易受到环境振动的干扰。

近日,中国人民解放军国防科技大学公布了一项极具颠覆性的发明专利,巧妙利用“复合光”与“相位延迟”原理,彻底去除了繁冗的移频器件,为高精度速度与方向测量提供了一套极简、极其稳定的全新解决方案!

🔬 专利档案关键信息

发明名称:一种基于复合光双光束差动多普勒速度测量装置及方法

申请号:CN202610208195.1

公开日:2026年3月24日

申请单位:中国人民解放军国防科技大学

发明人:王琦、李柏霖、聂晓明、周健 等


💡 硬核解析:它是如何工作的?

本专利的巧思在于对“激光倍频晶体”特性的极致利用。传统设备往往把倍频后产生的混合光(如1064nm和532nm的混合)当作杂光滤除,而本装置则将其变废为宝,形成一束包含波长呈2倍整数比的复合光。

通过分束器和第一凸透镜,两束平行光交汇于测量点。关键魔法在于光路中的“可拆卸相位延迟片”:它使得两种波长的激光在待测物体表面产生了两组“明暗相间且存在错位”的干涉条纹。

当待测物体穿过这些条纹时,第一、第二散射光接收器会分别捕获高频和低频电信号。计算高低频信号的频率,就能得出极高精度的速度大小;而通过比对这两种信号出现的“相位差”(谁超前、谁滞后),就能精准判断出物体的运动方向!

🚀 突破瓶颈:三大极致性能优势

  • 大道至简,极简光路结构:

    彻底摒弃了布拉格盒、旋转光栅等昂贵且复杂的光学移频器件。仅靠激光本身的物理参数和简单的相位延迟片,就实现了方向的辨别。大大降低了仪器组装难度和成本。
  • 超强抗干扰,测量精度飙升:

    传统的复杂光路极易受温度、振动影响。本装置采用共路复合光设计,避免了外界环境变量的干扰,在极端恶劣的工业或实验室环境中依然稳如泰山。
  • 100%能量榨取,光效翻倍:

    传统倍频技术只取单一波长,浪费巨大。本专利将基频光与倍频光同时用于干涉测速,光能量利用率达到前所未有的高度。

🌍 产业应用与全球市场洞察

【高端应用场景】

该技术不仅停留在纸面,其商业潜力巨大。可广泛应用于:风洞流体测试(航天器气动性能评估)、精密工业制造(管带轧制速度监控、高精密数控机床动态校准)、以及未来的高级自动驾驶传感网络(非接触式路面相对速度高频测量)。

【国内外产业动态追踪】

长期以来,高端激光多普勒测速仪(LDV)市场一直被德国Polytec、美国TSI等国际巨头垄断。尤其在面临海外技术封锁的大背景下,国内高端测试仪器的自主化显得尤为迫切。国防科大的这项专利,从底层光学架构上绕开了国外的技术壁垒,是一次典型的“换道超车”。

市场需求预测:随着“工业4.0”及国内大飞机、高铁等高端装备制造业的爆发,对非接触式超高精度传感器的需求呈指数级增长。预计未来3-5年内,基于此类简捷高精测速原理的国产化装备,将收到来自军工、科研院所及头部车企的大量订单替代需求,国内市场规模将突破数十亿元大关。

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