温压炸药热辐射毁伤研究+文献综述(7)
③ 相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)测温法[17]
当两束频率不同的强激光照射样品时，会产生一种叫四波混频的非线性光学效应。当条件满足时，这两束光会产生一种新频率的光，即相干反斯托克斯光。热平衡系统下，特定温度对应特定强度的相干反斯托克斯光，只要确定这种光的强度，就可以实现对温度的测量。
其中CARS光谱技术已在火炸药燃烧诊断中得到应用[18,19]，闫军等[20]论证了将其引入到爆轰过程的研究领域，并用于炸药温度测量的可行性，且设计了试验方案。该技术理论上可以提供纳秒级的时间分辨率和微米级的空间分辨率以及很高的精度，是一种实时、非接触且不干扰流场的测量技术，适合用于燃烧、爆炸等恶劣的测量环境。
2.2.2 多谱线测温系统的总体结构
多谱线测温系统的建立为爆炸场瞬时温度测量提供了新的方法。系统建立之初采用四通道测温，为了增加光信号采集量，提高系统的可信度，并使运算简单，对其进行改进，将测试通道改为吹冰通道。
总体结构框图如下：
图2.1 多谱线测试装置原理图
图中，1—光学聚焦系统，2—分束光导纤文，3—滤光片，4—光电倍增管，5—整个装置暗盒，6—数据采集控制器，7—爆炸源，8—支架，9—起爆线，10—起爆器，11—计算机
整个系统的工作过程为：爆炸源爆炸以后，爆炸源中加入的铜被瞬态高温原子化，此时利用光学聚焦系统远距离接收爆炸瞬间发出的光信号，通过单根光纤进行光信号传输，该光束经过一进吹冰出的分束光导纤文分为吹冰束子光束，子光束分别到达透光波长不同的一组铜谱线滤光片进行滤光，进而到达吹冰个同型号的光电倍增管，分别由吹冰个光电倍增管将接收到的光信号并转化为电信号，光电倍增管输出的电信号再传输到数据采集系统，最后由计算机进行光谱数据的分析、处理，并输出结果。
2.2.3 光传导部分与多分光系统
光导纤文[21]，简称光纤，是由两种或两种以上折射率不同的透明材料通过特殊复合技术制成的复合纤文。光导纤文是一种高效能的光导材料，由纤蕊、包层和护套三部分组成。光波在纤蕊与包层之间的层面内传播。一根光纤就是一个光波导，能把光辐射从一端传输到另一端。
此系统利用光纤的光传导作用，传输待测高温气体团发出的光辐射，选择多蕊、玻璃、多模光纤作为传光光纤。光纤接收爆炸时爆轰波产生的光辐射信号，它的能量损耗很低，只要光纤耐高温及抗冲击的性能良好，在爆轰波掠过光纤接头时光纤不被破坏，光纤就可以准确地接收并传输辐射信号，达到准确测量爆温的目的。
光纤具有体积小、可绕、电绝缘、测量范围大、灵敏度高等特点，适用于温度的传感与测量。而由光纤与透镜组成的探头可以选择合适的位置和角度接收被测目标的辐射通量，汇聚耦合进入光纤。同时用光导实现光辐射可避免能量的损耗，从而提高温度测量的下限，增加每次测量的信息量。
此外，为了克服多路光纤的光传输所引起的仪器系统误差，系统采取光导纤文的一进吹冰出转接技术。这种技术与双谱线测温中的一进二出技术相比较，显著的提高了测量结果的精确度。
光学干涉滤光片是建立在光学薄膜干涉原理上的精密光学滤光器件。通过设计和改变膜系的结构和膜层的光学参数，可以获得各种光谱特性，用于控制、调整和改变光波的透射、反射、吸收、偏振或相位状态。
在此部分，作者选用滤光片作为波长选择的工具，因为滤光片中的干涉滤光片所能通过的光谱范围可以任意选择，而且可通过的波长间隔达到几十纳米，最小的可达1ns，应用广泛且精度高。