随着现代工程技术的飞速发展,特别是航空、航天、机械制造等技术的发展,需要对物体的振动特性进行高精度测量。尤其是在机械制造领域,运用激光干涉原理进行振动特性的测量和分析,是鉴别和确定工业加工的机器、元部件工作可靠性的重要手段。激光多普勒测振技术具有测量精度高、空间分辨率好、动态响应快、测量范围大、非接触测量等优点,已成为当今测振技术的重要发展方向。本文首先介绍了几种非接触振动测量技术,对比分析了它们的优缺点和应用范围;介绍了激光多普勒技术国内外发展动态及研究现状;阐述激光多普勒技术的原理;推导移动源和相对论多普勒频移公式,并且根据实际应用的情况推导散射、反射、衍射情况下的多普勒频移方程;介绍激光多普勒测量的三种典型光路设置并对比分析了它们的优缺点。其次,针对多普勒信号的特点,设计了激光多普勒信号处理总体方案。对雪崩二极管输出的信号进行高通滤波处理后再放大,利用数据采集卡采集信号,PC机对采集到的数字信号进行最小方差自适应滤波(LMS)后,进行快速傅里叶变换(FFT),得到信号的频谱。运用频谱细化技术提高所得到频谱的分辨率,并运用频谱校正技术对所得到的细化后的频谱进行校正从而获得精确的多普勒频率,通过解算得到的多普勒频率反演出物体的速度、加速度、位移、振动等运动参数。引入LabVIEW与MATLAB的混合编程思想,编写程序对最小方差自适应滤波技术,频谱细化和频谱校正技术进行仿真研究。最后,搭建双光束差动激光多普勒测速实验系统,开展了测量匀速转动旋转片线速度的实验研究。与光计数法测量结果相比较,在直接运用FFT获取多普勒频率的情况下,匀速转动旋转片线速度测量平均误差为1.67%;将最小方差自适应滤波技术,频谱细化技术和频谱校正技术等信号处理技术应用于本系统中时,速度测量平均误差为0.23%,信号处理精度提高5~6倍。搭建参考光束型激光多普勒测振系统进行扬声器的振动特性研究。实验结果表明,本实验系统具有良好的振动特性响应能力,可以对频率范围为20~1000Hz,振幅范围为1? m ~1mm的正弦振动模式进行精确测量。绘制了不同驱动频率下的扬声器幅频特性曲线,并且得知膜片振动的振幅与驱动信号的峰值电压成线性正比关系。对激光多普勒测振系统的误差因素进行了理论分析,为设计实验系统(光路系统、电路系统等)提供了指导和依据。