随着现代工程技术的飞跃发展,特别在航空航天、机械制造、国防军工领域,对物体高速运动参数的检测的需求日益迫切。而激光多普勒效应具有精度高、动态响应快、测量范围大、非接触性测量、抗电磁干扰、对横向振动干扰不敏感等优点,受到国内外的普遍重视,具有广阔的应用前景。本论文应用外差多普勒方法,对爆炸容器高速形变过程进行分析和研究,完成了激光多普勒位移测量系统的设计。本课题主要研究运动速度在-10m/s~+20m/s范围内的非接触固体形变过程及其形变速度和振动参数的检测技术。主要完成了以下工作:1.完成多普勒效应测量高速运动技术的理论分析研究,设计了外差式激光多普勒光路,采用声光调制器,辨别形变及运动方向,提高信号的信噪比,提高系统的抗干扰能力。根据散斑理论和高斯光学理论,分析了光学结构参数与多普勒信号强度的关系,优化激光多普勒光路各项参数。2.完成系统机械结构设计,研制样机,优化机械结构,具有调试方便,稳定可靠的特点,经受了长途运输和爆炸现场的考验,使仪器达到了现场使用的水平。3.研究系统测量信号与被测体材料的关系、表面纹理的作用。研究了玻璃微珠苏格兰片及微珠反光漆特性,以及提高散射光强的各种途径。4.研究半导体自混频效应,包括自混合的模型、反馈系数和测量原理,分析了VCSELs的调制特性,初步探讨了自混频效应在离面测量中的应用。5.编写Labview软件对信号进行采集,采用短时傅立叶变换的方法处理数据,完成了整个系统的调试,并用于现场实验,对结果进行对比分析。实验证明,仪器运行良好稳定,系统的测量精度已达到令人满意的水平。