一、PDV是什么？/Introduction of Photonic Doppler velocimetry
Photonic Doppler Velocimetry，簡(jiǎn)稱(chēng)PDV，多普勒測(cè)速系統(tǒng)，是基于多普勒效應(yīng)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體速度的測(cè)量。
多普勒效應(yīng)是為紀(jì)念?yuàn)W地利物理學(xué)家及數(shù)學(xué)家克里斯琴·約翰·多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他于1842年首先提出了這一理論。主要內(nèi)容為：聲源和接受物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生聲源的頻率而發(fā)生改變（頻移）稱(chēng)為多普勒效應(yīng)。運(yùn)動(dòng)對(duì)向接受體頻率增高，背向接受體頻率降低。
快速移動(dòng)材料的速度測(cè)量在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域顯得至關(guān)重要，尤其在沖擊物理學(xué)、材料特性研究、超高速?zèng)_擊測(cè)試、爆震和沖擊波實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域。
Quantifi Photonics公司生產(chǎn)的多普勒測(cè)速系統(tǒng)，基于NI 平臺(tái)PXIE板卡和MATRIQ模塊兩種解決方案，可測(cè)試每秒數(shù)十公里速度的物體。通常用于科學(xué)和技術(shù)研究，包括沖擊物理以及高壓和高應(yīng)變率下的材料研究。
二、PDV的原理/Principle of Photonic Doppler velocimetry
新西蘭Quantifi Photonics公司光子生產(chǎn)的全光纖雙光子多普勒測(cè)速系統(tǒng)，使用激光器光源來(lái)監(jiān)測(cè)和計(jì)算快速移動(dòng)物體的速度。
如下圖中的環(huán)行器是一種三端口裝置，它允許光只沿一個(gè)方向傳播。入射光從端口2輸出，傳輸?shù)焦馓筋^，入射光隨后從移動(dòng)的表面反射，并由同一光學(xué)探頭收集回端口2，最后從端口3輸出。外部參考激光源提供未偏移的或參考光。
B = | fdoppler + fTarget – fref |
fdoppler 為多普勒頻移，fTarget 為目標(biāo)激光的頻率，fref為光學(xué)頻率目標(biāo)參考激光的頻率。
對(duì)于一個(gè)以固定速度v運(yùn)動(dòng)的物體，多普勒頻率和速度之間的關(guān)系是：
v = (λTarget/2) fdoppler
其中λTarget 是目標(biāo)激光的波長(zhǎng)。拍頻產(chǎn)生的速度足夠慢，可以在高速示波器上監(jiān)測(cè)到。通過(guò)記錄隨時(shí)間變化的拍頻，可以得到運(yùn)動(dòng)物體的完整速度。
舉個(gè)例子，我們將目標(biāo)激光設(shè)為fTarget = 193.000 THz(1553.329nm)，它可以檢測(cè)到的速度
λTarget/2 * 109 = 0.776 km/s per GHz
實(shí)驗(yàn)證明，PDV系統(tǒng)達(dá)20 GHz時(shí)，對(duì)應(yīng)的速度測(cè)量超過(guò)15公里/秒。
三、PDV兩大解決方案/Two Solutions of PDV System
為了滿足客戶實(shí)驗(yàn)的不同要求，新西蘭Quantifi Photonics可為用戶提供基于NI平臺(tái)PXI板卡和MATRIQ臺(tái)式解決方案。
NI平臺(tái)PXI板卡解決方案
可不斷擴(kuò)展的PXIe光學(xué)測(cè)試解決方案，被客戶廣泛用于測(cè)試和測(cè)量混合信號(hào)，從而降低測(cè)試復(fù)雜性和測(cè)試成本，進(jìn)而加快產(chǎn)品上市時(shí)間。
? 可兼容2500個(gè)PXI板卡，不受品牌、標(biāo)準(zhǔn)限制
? 可實(shí)現(xiàn)高級(jí)定時(shí)和不同儀器的同步
? 低延遲、高性能處理和快速數(shù)據(jù)吞吐量
? 構(gòu)建可擴(kuò)展的多個(gè)通道數(shù)系統(tǒng)
? 占地面積小，低功耗
MATRIQ臺(tái)式解決方案
MATRIQ臺(tái)式系列，結(jié)構(gòu)緊湊，與PXIe系列功能相同，安裝簡(jiǎn)單，易于操作，是光學(xué)實(shí)驗(yàn)室或光學(xué)測(cè)試平臺(tái)的完美選擇。
? 通過(guò)USB或以太網(wǎng)連接，即插即用
? 通過(guò)基于Web的GUI、COHESION UI 或SCPI命令進(jìn)行控制
? 結(jié)構(gòu)緊湊、便攜
四、PDV產(chǎn)品特點(diǎn)/Characteristics of PDV System
五、一套完整的PDV系統(tǒng) /A Complete PDV Measurement System
一套完整的PDV測(cè)試系統(tǒng)主要由激光器、多普勒測(cè)速儀、光電轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，客戶只需根據(jù)各自不同應(yīng)用配置相應(yīng)的光學(xué)探頭和相應(yīng)帶寬的示波器。
① 探針
? PXI板卡或MATRIQ模塊
? 連續(xù)波可調(diào)諧光源可提供高功率輸出、100kHz窄線寬及0.01pm分辨率可調(diào)諧性
? Whisper模式是一項(xiàng)可選功能，可遠(yuǎn)程禁用各激光器上的頻率抖動(dòng)
③ 多普勒測(cè)速模塊
? PXI板卡或MATRIQ模塊
? 功率控制可選
? 功率計(jì)、可調(diào)光衰減及耦合器整合在一個(gè)緊湊空間
④ 光電轉(zhuǎn)換器
? PXI板卡或MATRIQ模塊
? 1-2個(gè)通道、高帶寬、寬波段、交流或直流耦合，有各種轉(zhuǎn)換增益和工作波長(zhǎng)范圍的光電轉(zhuǎn)換器
? 內(nèi)置光放大器，無(wú)需額外的射頻放大器，大大節(jié)約了各通道成本
⑤ 實(shí)時(shí)采樣示波器
Software APIs:
在任何環(huán)境下使用 SCPI : C, C++, Matlab, Python, LabVIEW，開(kāi)放Matlab源代碼，允許用戶根據(jù)自身實(shí)際應(yīng)用和需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)
Web GUI:
在web瀏覽器上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的直觀的控制
六、PDV高度適應(yīng)性/PDV High Adaptability
零差法
七、PDV示例/PDV Examples
4通道PXIe PDV
八、為啥選你？/Why choose Quantifi Photonics?
理由1：Quantifi Photonics的PDV系統(tǒng)只需要一個(gè)1個(gè)機(jī)架即可實(shí)現(xiàn)8通道PDV系統(tǒng)。一個(gè)機(jī)架主機(jī)含有所有的系統(tǒng)組件,包括激光,PDV控制器和光電轉(zhuǎn)換器。
理由2：Quantifi Photonics的PDV系統(tǒng)不需要最終用于提供系統(tǒng)控制的外部PC。Quantifi Photonics的PDV系統(tǒng)包括一個(gè)集成的PC,在未來(lái)可以按照需要升級(jí)。包括PC控制器包括USB /以太網(wǎng)端口以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。包含的嵌入式PC只需要終端用戶顯示/鍵盤(pán)進(jìn)行系統(tǒng)控制。
理由3：Quantifi Photonics的PDV解決方案基于開(kāi)放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PXIe 底盤(pán)，它可以適應(yīng)各種供應(yīng)商提供模塊化的工具。PXI 底盤(pán)支持超過(guò) 100家供應(yīng)商的模塊化儀器,有超過(guò)2000種的儀器選項(xiàng)。通過(guò)一個(gè)基于行業(yè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試解決方案,可以為未來(lái)的升級(jí)、工具靈活性和售后管理提供一個(gè)合適的平臺(tái)。
理由4：Quantifi Photonics的PDV系統(tǒng)將PDV采集子系統(tǒng)與optic- to - electric(O2E)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)分離。通過(guò)分離PDV和O2E的能力,允許系統(tǒng)升級(jí)到更高的速度測(cè)量。O2E模塊支持25Ghz,35Ghz和50Ghz。模塊化的O2E架構(gòu)允許將來(lái)升級(jí)。
理由5：所有Quantifi Photonics的PDV系統(tǒng)在每一個(gè)主要的PDV通道都包括獨(dú)立的激光,源。目標(biāo)和參考激光在每個(gè)PDV通道都可以通過(guò)獨(dú)立進(jìn)行調(diào)諧。這允許在外差配置中對(duì)每個(gè)通道實(shí)現(xiàn)最優(yōu)偏移量。這樣的架構(gòu)消除了在多個(gè)PDV通道中使用單個(gè)激光器時(shí)發(fā)生的串?dāng)_現(xiàn)象。
理由6：激光操作安全是任何最終用戶操作的核心問(wèn)題。使用模塊化架構(gòu),這允許Quantifi Photonics解決方案利用最先進(jìn)的O2E傳感器,具有最佳的噪聲級(jí)特性。
理由7：Quantifi Photonics 的O2E模塊包括高增益靈敏度(900V / W)傳感器,因此允許PDV運(yùn)行在較低的激光功率水平。根據(jù)需要, Quantifi Photonics還可提供EDFA增益放大器,可以添加到任何PDV通道中。
理由8：對(duì)于靈活性和擴(kuò)展通道計(jì)數(shù), Quantifi Photonics提供時(shí)間延遲多路復(fù)用模塊。
理由9：Quantifi Photonics的PDV解決方案在O2E后不需要射頻放大器，為用戶減少了成本。
九、卓越光子是誰(shuí)？/Beyond Light Introduction
卓越光子作為Quantifi Photonics公司在中國(guó)的獨(dú)家代理，負(fù)責(zé)Quantifi Photonics產(chǎn)品在中國(guó)的銷(xiāo)售、技術(shù)支持、售后服務(wù)、市場(chǎng)拓展和渠道建設(shè)等工作，如您有任何問(wèn)題，歡迎您與我們?nèi)〉寐?lián)系，期待與您的共同探討。
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