周红仙，周有平，王 毅

（佛山科学技术学院光电工程系，广东佛山528000）

1 引 言

流速测量具有实际应用价值，其中激光多普勒是一种成熟的流速测定技术[1－2]，其原理是多普勒效应，即流体中的运动微粒导致探测光的多普勒频移，根据多普勒效应，只能测量流速沿探测光方向的分量（纵向流速），无法测量流速沿探测光垂直方向的分量（横向流速）.为了解决此问题，一般使用双探测光模式，即两探测光相交于同一探测位置[3－4]，但是对于无法使用双光束的情况，如光学相干层析，则无法计算横向流速.2011年，Wang在光学相干层析系统中，提出了一种自相关方法，实现了用单光束测量横向流速[5]，Nishant Mohan用主分量分析算法（principal－component－analysis）对这种方法进行了优化[6]，为横向流速测量提供了一种新思路.

将科技发展的新技术、新方法引入到大学物理实验中，是目前大学物理实验教学改革的趋势，有益于激发大学生的学习兴趣，扩大他们的知识面，培养学生的综合能力.因此，本文在文献[5]的基础上，根据大学物理实验教学的特点及要求，建立了适用于大学物理实验教学的自相关横向流速测量实验系统，该系统适合于作为设计性、研究性和综合性实验项目.

2 原理与实验系统

实验原理如图1（a）所示，在气体或液体中混有微粒，如黑点所示，微粒随气体或液体流动，具有同样的流速，空心箭头表示粒子流方向，A区域表示探测光的焦点，即探测区域.当没有粒子流过探测区域时，透射过去的光较强；……