基于BOS的气动光学畸变测量与波前重构

摘要

通过系统集成与开发,研究了基于背景纹影(BOS)的高分辨率气动光学畸变测量方法.分析了PIV方式的BOS系统结构与特征.在BOS中,背景点的位移受实验装置的几何参数影响,通过调整这些参数能够改变BOS成像系统的分辨率以及观测区域的大小,这是传统纹影难以实现的.通过简化光路,定量分析了BOS的灵敏度与分辨率之间的相互制约关系.在搭建BOS系统的基础上,研究了蜡烛火焰上方热对流导致的气动光学效应,并根据光线偏折角与光程差之间的关系,实现了气动光学波前重构.结果表明,蜡烛火焰造成的平面波前畸变较好的反映了流场非均匀性带来的气动光学效应,而且其空间分辨率远远高于传统的干涉测量技术.