一、PDV是什么？/Introduction of Photonic Doppler velocimetry
Photonic Doppler Velocimetry，简称PDV，多普勒测速系统，是基于多普勒效应对运动物体速度的测量。
多普勒效应是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为：声源和接受物体的相对运动而发生声源的频率而发生改变（频移）称为多普勒效应。运动对向接受体频率增高，背向接受体频率降低。
快速移动材料的速度测量在科学技术领域显得至关重要，尤其在冲击物理学、材料特性研究、超高速冲击测试、爆震和冲击波实验领域。
Quantifi Photonics公司生产的多普勒测速系统，基于NI 平台PXIE板卡和MATRIQ模块两种解决方案，可测试每秒数十公里速度的物体。通常用于科学和技术研究，包括冲击物理以及高压和高应变率下的材料研究。
二、PDV的原理/Principle of Photonic Doppler velocimetry
新西兰Quantifi Photonics公司光子生产的全光纤双光子多普勒测速系统，使用激光器光源来监测和计算快速移动物体的速度。
如下图中的环行器是一种三端口装置，它允许光只沿一个方向传播。入射光从端口2输出，传输到光探头，入射光随后从移动的表面反射，并由同一光学探头收集回端口2，最后从端口3输出。外部参考激光源提供未偏移的或参考光。
B = | fdoppler + fTarget – fref |
fdoppler 为多普勒频移，fTarget 为目标激光的频率，fref为光学频率目标参考激光的频率。
对于一个以固定速度v运动的物体，多普勒频率和速度之间的关系是：
v = (λTarget/2) fdoppler
其中λTarget 是目标激光的波长。拍频产生的速度足够慢，可以在高速示波器上监测到。通过记录随时间变化的拍频，可以得到运动物体的完整速度。
举个例子，我们将目标激光设为fTarget = 193.000 THz(1553.329nm)，它可以检测到的速度
λTarget/2 * 109 = 0.776 km/s per GHz
实验证明，PDV系统达20 GHz时，对应的速度测量超过15公里/秒。
三、PDV两大解决方案/Two Solutions of PDV System
为了满足客户实验的不同要求，新西兰Quantifi Photonics可为用户提供基于NI平台PXI板卡和MATRIQ台式解决方案。
NI平台PXI板卡解决方案
可不断扩展的PXIe光学测试解决方案，被客户广泛用于测试和测量混合信号，从而降低测试复杂性和测试成本，进而加快产品上市时间。
• 可兼容2500个PXI板卡，不受品牌、标准限制
• 可实现高级定时和不同仪器的同步
• 低延迟、高性能处理和快速数据吞吐量
• 构建可扩展的多个通道数系统
• 占地面积小，低功耗
MATRIQ台式解决方案
MATRIQ台式系列，结构紧凑，与PXIe系列功能相同，安装简单，易于操作，是光学实验室或光学测试平台的完美选择。
• 通过USB或以太网连接，即插即用
• 通过基于Web的GUI、COHESION UI 或SCPI命令进行控制
• 结构紧凑、便携
四、PDV产品特点/Characteristics of PDV System
- 精确控制、测量目标物、探针及参考光源的光功率。系统中所有的光功率可通过1个单独的PXIe板卡来控制，使得整个PDV系统搭建更为高效。
- 极大地减少测试占用空间。结构紧凑，替代多个光学仪器，大大节约宝贵实验室空间，提高整个PDV系统搭建效率。
- 轻松构建可扩展的多通道系统，可在1个18通道PXIe平台，同激光器、光电转换模块搭建起一个八通道测试系统。
- 可进行可靠、多次重复测量，最大限度地减少手动光学连接的数量，以实现可靠、可重复测测量。
- 使用COHESIONUITM 软件进行简单、直观的操作，可从PC端或手机端进行控制。
- 灵活的配置。支持传统的零差法和移频外差法测试。
五、一套完整的PDV系统 /A Complete PDV Measurement System
一套完整的PDV测试系统主要由激光器、多普勒测速仪、光电转换器构成，客户只需根据各自不同应用配置相应的光学探头和相应带宽的示波器。
① 探针
• PXI板卡或MATRIQ模块
• 连续波可调谐光源可提供高功率输出、100kHz窄线宽及0.01pm分辨率可调谐性
• Whisper模式是一项可选功能，可远程禁用各激光器上的频率抖动
③ 多普勒测速模块
• PXI板卡或MATRIQ模块
• 功率控制可选
• 功率计、可调光衰减及耦合器整合在一个紧凑空间
④ 光电转换器
• PXI板卡或MATRIQ模块
• 1-2个通道、高带宽、宽波段、交流或直流耦合，有各种转换增益和工作波长范围的光电转换器
• 内置光放大器，无需额外的射频放大器，大大节约了各通道成本
⑤ 实时采样示波器
Software APIs:
在任何环境下使用 SCPI : C, C++, Matlab, Python, LabVIEW，开放Matlab源代码，允许用户根据自身实际应用和需求进行二次开发
Web GUI:
在web浏览器上实现简单的直观的控制
六、PDV高度适应性/PDV High Adaptability
零差法
七、PDV示例/PDV Examples
4通道PXIe PDV
八、为啥选你？/Why choose Quantifi Photonics?
理由1：Quantifi Photonics的PDV系统只需要一个1个机架即可实现8通道PDV系统。一个机架主机含有所有的系统组件,包括激光,PDV控制器和光电转换器。
理由2：Quantifi Photonics的PDV系统不需要最终用于提供系统控制的外部PC。Quantifi Photonics的PDV系统包括一个集成的PC,在未来可以按照需要升级。包括PC控制器包括USB /以太网端口以实现远程控制。包含的嵌入式PC只需要终端用户显示/键盘进行系统控制。
理由3：Quantifi Photonics的PDV解决方案基于开放的行业标准PXIe 底盘，它可以适应各种供应商提供模块化的工具。PXI 底盘支持超过 100家供应商的模块化仪器,有超过2000种的仪器选项。通过一个基于行业开放标准的测试解决方案,可以为未来的升级、工具灵活性和售后管理提供一个合适的平台。
理由4：Quantifi Photonics的PDV系统将PDV采集子系统与optic- to - electric(O2E)转换子系统分离。通过分离PDV和O2E的能力,允许系统升级到更高的速度测量。O2E模块支持25Ghz,35Ghz和50Ghz。模块化的O2E架构允许将来升级。
理由5：所有Quantifi Photonics的PDV系统在每一个主要的PDV通道都包括独立的激光,源。目标和参考激光在每个PDV通道都可以通过独立进行调谐。这允许在外差配置中对每个通道实现最优偏移量。这样的架构消除了在多个PDV通道中使用单个激光器时发生的串扰现象。
理由6：激光操作安全是任何最终用户操作的核心问题。使用模块化架构,这允许Quantifi Photonics解决方案利用最先进的O2E传感器,具有最佳的噪声级特性。
理由7：Quantifi Photonics 的O2E模块包括高增益灵敏度(900V / W)传感器,因此允许PDV运行在较低的激光功率水平。根据需要, Quantifi Photonics还可提供EDFA增益放大器,可以添加到任何PDV通道中。
理由8：对于灵活性和扩展通道计数, Quantifi Photonics提供时间延迟多路复用模块。
理由9：Quantifi Photonics的PDV解决方案在O2E后不需要射频放大器，为用户减少了成本。
九、卓越光子是谁？/Beyond Light Introduction
卓越光子作为Quantifi Photonics公司在中国的独家代理，负责Quantifi Photonics产品在中国的销售、技术支持、售后服务、市场拓展和渠道建设等工作，如您有任何问题，欢迎您与我们取得联系，期待与您的共同探讨。
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