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光纤军事领域的应用【摘要】通过大学物理实验光纤专题实验的学习和操作，对光纤有了初步了解。
为更加全面深入了解光纤的应用，我就光纤在军事方面的应用展开了解。
随着光纤的不断发展，在军事领域展现出越来越重要的应用前景。
主要介绍了光纤技术原理及优势，重点探讨了光纤技术在军事领域的应用。
【关键词】光纤；军事领域；应用【Key words】High—power；fiber laser；military field；pplication 1 引言由于光纤作为一种传输媒质，与传统的铜电缆相比具有一系列明显的优点，因此，自70年代以来，光纤技术不仅在电信等民用领域取得了飞速的发展，而且因其抗电磁干扰、保密性好、抗核辐射等能力，以及重量轻、尺寸小等优点，使它也得到了各发达国家政府和军方的重视与青睐。
在美国，三军光纤技术开发活动的计划项目分成五大部分：有源和无源光元件、传感器、辐射效应、点对点系统和网络系统。
由三军光纤协调委员会进行组织，每年投资为5千万美元。
在面向21世纪的今天，美国国防部已把“光子学、光电子学”和“点对点通信” 列为2010年十大国防技术中的两项。
其中光纤技术占据着举足轻重的地位。
这预示着美国等西方国家对光纤技术军事应用的研究将全面展开并加速进行。
而各项先期应用及演示、验证表明。
21世纪的军事通信和武器装备离开了光纤技术将无“现代化”或“先进”可言，在未来战争中将处于被动挨打的局面。
2 大功率光纤激光器所谓光纤激光器就是利用稀土掺杂光纤作为增益介质的激光器。
大功率光纤激光器由于广泛采用了包层泵浦技术，无论在光束质量、工作效率、结构体积和系统维护等方面，与同等功率水平的传统激光器相比，均占有明显的优势。
一是光转换效率高。
光纤激光器独特的波导式结构设计，减少了不必要的能量损失，因而有潜力达到最高效率。
目前光纤激光器的效率是60％一80％，而其他激光器报导的最大效率只有50％左右。
二是输出高功率及输出稳定性好。
水下激光测距技术在海洋工程中的应用随着海洋资源的开发和海洋工程的建设，对海底的高精度测量需求不断增加。
而传统的测量方法，如声纳测距和卫星测距存在着各种局限性和不足之处，因此，水下激光测距技术成为了一种更先进、更精确的高精度测量手段，被广泛应用于海洋工程中。
一、水下激光测距技术的基本原理水下激光测距技术是一种基于激光原理的高精度测距方法。
它主要由激光发生器、水下光纤通信系统、接收器等组成。
利用激光作为测量信号，通过水体中的透过率高的光线来进行测量，并传输到接收器进行信号处理和分析，最终得到了测量结果。
二、1、海洋资源勘探水下激光测距技术在海底资源勘探中具有十分重要的应用价值。
通过其高精度、高效率、高清晰度的测量方式，可以对海底沉积物质、岩石结构、生物体等进行精确、全面的测量和记录，为海洋资源勘探提供了有力的技术手段。
2、海底工程建设在海底工程建设中，水下激光测距技术也扮演着不可替代的角色。
例如，在海底油田的开发建设过程中，可以利用水下激光测距技术来实现管道的精确定位、修建等工序。
又例如在海洋港口的建设过程中，可以利用水下激光测距技术来实现海洋工程建设中的定位、防护等复杂的工作。
3、海洋科学研究水下激光测距技术还可以应用于海洋科学研究中。
通过其高精度的测量方式，可以对海洋中的各种活动进行实时观测和记录，例如测定海洋中的水质和水流速，探测海底地形和海底动态等，为海洋科学研究和海洋环境保护提供了极大的帮助。
三、发展趋势与未来展望随着科学技术的不断发展和应用，水下激光测距技术在海洋工程中的应用前景广阔。
未来，随着水下激光测距技术的不断优化和升级，其精度和性能将不断提高，各种特种材料也会不断地被开发和使用，同时更加智能化的数据分析和设计软件也会逐步成熟。
可以预见，水下激光测距技术在海洋工程建设中的应用将会越来越广泛，在海洋资源勘探、海洋科学研究以及海底工程建设方面都将发挥越来越重要的作用。
结语：水下激光测距技术是一种高精度、先进的测量方法，应用于海洋工程中具有十分重要的意义。
激光在军事上的应用焦雷05061120一、激光致盲武器激光致盲武器的射击对象是人眼以及光学和光电装置等目标。
它一般由激光器、精密瞄准跟踪系统、光束控制和发射系统组成。
激光器是激光武器的核心，用于产生起致盲作用的激光光束，如二氧化碳激光器，平均输出功率一般在1000~10000W之间；精密瞄准跟踪系统用于跟踪瞄准所要攻击的目标，引导激光束对准目标射击，如采用红外跟踪仪电视跟踪器或激光雷达等光电瞄准跟踪系统；光束控制和发射系统的作用是将激光束快速准确地聚焦到目标上，其主要部件是反射镜。
激光致盲武器与一般常规武器相比，具有高速、准确、灵活和抗干扰等独特优点。
它能以3×105km/s的速度射击目标，瞬发即中，几乎没有后坐力，变换方向迅速，射击频率高，可在短时间内对付多个目标。
它可准确瞄准某个方向，选择杀伤目标集中的位置，甚至射击目标上的某个部分或元器件，而对其他目标或周围环境没有破坏作用，并且抗干扰能力强，现有的电子干扰手段对它不起作用或影响很小。
激光致盲武器射击人眼，可造成暂时失明或永久性致盲，甚至使视网膜爆裂，眼底大面积出血。
激光致盲武器也可对光电系统和光电装置造成损伤，使其失去观测能力，它可使导弹导引头中的光电传感致盲，从而失去跟踪目标能力，使光电引信过早或不能引爆，从而使弹头失去杀伤作用。
在反坦克、反潜艇作战中，激光致盲武器也有很大的发展潜力。
坐在坦克里的敌人，全身都处在厚厚的铁甲的保护下，潜水艇则有很深的海水掩护，要杀伤他们不大容易，但只要对准潜望镜的入口发射激光，它沿着潜望镜的光路进入，就会把用潜望镜观察外界情况的指挥员的眼睛损伤。
二、激光制导炸弹激光制导炸弹主要由导引头、战斗部和尾翼三大部分组成。
激光导引头又分为激光接收器和控制舱两部分；战斗部主要是采用通用炸弹；也有采用集束炸弹的；尾翼的作用是增加升力，延长射程。
激光制导的基本原理是：导引头上装有光学系统和四象限光探测元件，接收由目标反射的激光能量，经处理输出表征目标视线与制导炸弹速度方向之间的角视差信号，形成制导指令，输送给舵机，转动相应舵面，产生控制力，从而修正飞行弹道。
文献综述激光在军事武器中的应用研究2016年6月2日目录摘要 (1)1.绪论 (2)1.1引言 (2)1.2激光技术发展历程 (2)1.3激光技术在军事领域的应用的研究现状 (3)2.激光的基本特性 (4)2.1激光的概念 (4)2.2激光的特点 (4)2.3激光的产生 (5)3.激光技术在军事领域的应用 (6)3.1激光武器的分类 (6)3.2已装备的激光技术军事运用 (8)3.3激光武器的特点及局限 (12)展望 (13)参考文献 (14)激光在军事武器中的应用研究摘要随着人类文明和科技不断发展与进步，越来越多的科技被运用，许多技术被运用到军事领域上来，研制了许多的军事武器，高技术武器装备的研究更是带动了科技的不断进步，尤其是激光技术进步。
激光技术是人类20世纪60年代的重大科学技术成就之一，激光具有高亮度、高方向性、高单色性及相干性好的特点，尤其在现代军事的观测、监视、通信及武器系统方面的应用发挥了巨大作用。
现代军事侦察技术特别是卫星、遥感技术的发展，地球上空有千余颗各类侦察卫星和通信卫星，对世界各国进行着全方位、全频谱、全时、全维的侦察和探测。
激光技术用于军事，不仅可以提高现有常规武器的命中率，而且可为军队提供新型战术武器，从而大大增强军队在现代战争中的作战能力，其应用有激光雷达、激光测距、定向能激光武器、激光制导、激光通信、航空航天、电子对抗等方面，受到各大军事强国的重视，成为军事技术最活跃的一个领域。
关键词:激光技术，激光测量，激光通信，激光制导，激光武器1.绪论1.1引言随着高技术武器装备的问世并运用于局部战争，高技术局部战争便应运而生，并经历着由低级向高级的发展过程。
高技术局部战争以其鲜明的特征，标志着战争这个古老而又年轻的社会现象发展到了一个崭新的阶段。
第二次世界大战以来，由于霸权主义的争夺而导致的局部战争和武装冲突连绵不断，在新技术革命大潮的冲击下，科学技术得到了飞速发展。
军事高技术的兴起，使军队的武器装备发生了质的飞跃，一件件新式武器装备诞生了，一件件旧式武器装备被淘汰了。
激光原理论文**：***学号：2014326690014班级：应用物理（1）班指导教师：楼益民2016年11月制激光在军事国防中的应用摘要自从进入21世纪以来，科学技术的不断发展催生了一批批的高新技术产业，使得军事界发生了一场重大的军事变革，从近年来爆发的现代高科技局部战争可以看出：军队逐渐在由“体能型”向“智能型”的方向发展；由纯粹的兵器对抗向作战体系之间的对抗的方向发展；由单纯的防守型向攻防兼并型方向发展；由临空、近距离作战向防区外远距离作战发展，因此未来的战争对制导武器的发展提出了更高的要求：必须建立完善的作战系统，具备在复杂的气象和电磁环境条件下以及在更远的射程上对不同目标精确打击能力[1]。
激光武器作为20世纪重大发明之一，自1960年首次问世以来，经过半个世纪的发展，科学家不断地攻关克难，最终激光技术从原理、实验手段到制备工艺系列流程日趋成熟，发展极为迅猛，并且为科学技术进步与经济发展做出了极大的贡献[2]。
作为一门新颖的科学技术，其发展之快已经渗透到了各个领域，对物理学、化学、生物学、医学、工艺学、园艺学以及检测技术、通信技术、军事技术等都产生了深刻的影响。
众所周知，重大的科技成果首先是应用于军事，而激光技术也不例外，其军事应用效果显著，在雷达侦查、激光测距、定向能武器、导弹制导、航空航天、电子对抗、激光隐身、激光通信等方面的应用使得军队智能化程度大幅提升，同时信息战争也站上了历史的舞台。
回望过去十几年间发生大大小小的局部战争可见，国防建设中军队信息化发挥了巨大的作用，在战况紧急的战场上能否迅速准确地获取敌人的信息是决定胜败的关键。
基于科索沃、越南、海湾等现代战争中美国军队的表现和经济实力，我国逐渐加快了军队现代化的进程，促进军队智能化，更具机动性和应变性。
结合国内外的激光军用状况作了一些报告，并对激光的军事应用前景作了分析。
关键词：激光技术激光制导干扰对抗国防军事发展前景引言科技发展迅猛的时代，任何高新技术的应用首选舞台都离不开军事领域，激光器等技术均已日趋成熟，激光日益受到各大军事强国的重视，并且有望成为未来军事技术发展中最为活跃的领域之一。
激光武器的发展与应用激光武器，作为一种高科技武器，近年来在军事领域引起了广泛关注。
它的发展和应用对于改变战争方式、提高战斗效能具有重要意义。
本文将从激光武器的发展历程、应用领域和未来前景等方面进行探讨。
第一部分：激光武器的发展历程激光武器的发展可以追溯到20世纪50年代。
最早的激光器只是用作科学实验和研究，但很快被人们看到了其广阔的军事应用前景。
随着激光技术的不断进步，激光武器的潜力逐渐被挖掘出来。
1960年，美国科学家首次成功地制造出使用能量较高的氧化钴激光器，标志着激光武器技术迈入了新阶段。
接下来的几十年中，激光武器经历了不断的改进和发展。
激光技术的成熟使得激光武器在军事应用上具备了更强大的杀伤力和精确性。
第二部分：激光武器的应用领域激光武器广泛应用于军事领域的各个方面，包括陆军、海军和空军。
在陆军领域，激光武器常用于激光瞄准器和激光导引制导系统。
激光瞄准器通过发射激光束来辅助士兵瞄准目标，提高射击精确度。
而激光导引制导系统则可以将激光束引导到目标上，实现精确打击。
这些应用使得陆军在战场上具备更强的火力和作战能力。
在海军领域，激光武器主要应用于激光防御系统。
激光防御系统可以通过发射激光束来拦截和摧毁敌方导弹、无人机等目标。
相比传统的导弹防御系统，激光防御系统具有更快的响应速度和更高的精确性，可以有效应对现代高速作战武器的威胁。
在空军领域，激光武器主要应用于激光炮和激光干扰器。
激光炮以其高能量激光束可以迅速摧毁敌方飞机、导弹等目标的特点，成为未来空战的重要装备。
而激光干扰器则可以通过发射激光束来干扰和破坏敌方雷达和导航系统，降低敌方武器的精确度和效能。
第三部分：激光武器的未来前景激光武器的应用前景广阔，未来有望在战争方式上带来革命性的改变。
首先，激光武器的杀伤效果优势明显。
激光束可以瞬间击穿目标，造成瞬时烧穿或爆炸，实现快速和精确打击。
这种高能杀伤力可以极大地提高作战效能，缩短战斗时间，降低战斗损失。
激光技术在海军的运用研究摘要：激光实为二十世纪一项重大发明，由于其具有集束性、强度强、频宽窄及同调性，使激光成为一项深具发展潜力之技术。
本文针对激光的特性，配合其它国家在激光科技上之发展，以本军现阶段的需求考虑，分成：攻击武器上之运用、惯性导引之应用、船模的流力实验之应用三方面，提供其可行性之参考。
一、前言在本刊第32卷第8期中个人所撰写之「激光及其国防上之用途」一文曾对于激光作一广泛性之介绍，并对于国防用途上曾经使用激光之相关设备与成效作一说明，个人进一步考虑激光的特性及其相关的应用技术，在本军之战备整备上可能之用途，提出下列建议以供参考。
二、攻击武器上之运用就其攻击能力及用途而言依激光功率可分为低能激光武器及高能激光武器。
低能激光武器已应用于杀伤人员、破坏侦察装备及光学器材，虽然它的激光功率不高，但已足以使人员失明、受伤、死亡或衣物起火而丧失战斗能力，同时亦可使夜视仪等光学器材失效。
而应用于人员致盲的用途上，亦有多项实战成果。
英国海军于1981年开始在舰艇上装载激光眩目武器，并于1982年的英阿福克兰群岛战役中发挥功效，使阿国空军的4B、A-4、MB339A飞机于接近英舰执行轰炸时，被激光眩目武器照射后造成飞机墬海，或因闪避而被己方炮火误中。
而前苏联海军舰艇也装载不少类似仪器，1987年于太平洋上曾对跟踪其舰队之美军飞机照射，使飞行员眩目而逃。
就高能激光武器而言，由于其功率较高，杀伤力更大，可用于攻击飞机、飞弹、坦克，甚至于可击落人造卫星。
1976年，美国陆军利用车载激光武器击落一架飞行高度约914米的飞行靶机，同年10月又击落了两架飞行高度约900米之无人架驶的直升机靶机。
又如美国空军于1983年曾利用激光二氧化碳击落响尾蛇飞弹，同年9月于模拟战机低空攻击军舰时，利用激光武器击落三架飞行靶机。
而利用激光武器攻击导弹及人造卫星的实验也达到相当的成效。
1978年美国陆军利用激光武器在1-2公里的距离内，击中飞行中的反坦克飞弹，使其裂成碎片。
美国海军所研发的「海光」激光武器系统，可用于近程防空的用途。
该系统的激光功率为2.2兆瓦，有效距离为4.7公里，光斑的大小为直径1厘米。
而前苏联海军的「基洛夫」核子动力巡洋舰亦装载中红外光化学激光武器试验，其有效距离可达10公里。
而1975年，美国两颗卫星在飞抵前苏联西伯利亚的导弹发射场上空侦察时，被前苏联反卫星激光武器击毁。
激光武器的优点可分述如下：（一）、反应时间短、照射速度快、命中率高一般使用火炮、飞弹来拦截、攻击来袭的飞机或飞弹等高速的空中运动目标时，必须有数分钟到十数分钟的预警时间及数十秒的反应时间，通常由于发现敌目标物出现时，已无充足的反应时间，而无法有效拦截。
然而激光光的速度为每秒30万公里，约比普通炮弹的初速快数十万倍，约比飞弹快十万倍，就两者的反应时间考虑，优劣立判，且系统作动无需整体随之转向。
且由于激光光本身之集束性，命中率相当高。
（二）、辐射强度高，摧毁威力大一般飞弹的攻击原理，乃是利用直接命中目标物或以高速飞行的弹头破片或高速、高温、高压的金属射流来击毁目标物。
激光武器则不然，它是直接利用激光光强度高，瞬间以高能量将目标物摧毁。
激光光对目标物的主要杀伤因素是高温作用，也有一定的冲击效应。
在强激光光的照射之下，飞机、飞弹的金属外壳会立即烧熔、气化，机体和弹体穿透后造成人员伤亡和电路故障，进而使之失去战斗力。
由于激光武器发射的是光弹，无须备弹和装填，每秒可轻而易举的发射上千发光弹，只要有电源就能连续发射，而且没有后座力，方便装置在任何的载体上。
适合中近程防御，进而可以对抗多目标的攻击。
另外激光武器尚具有无污染，不受电子干扰等特性。
而调整激光功率，即能控制其有效射程，故在未来研发激光武器做为反制来袭之飞弹是相当可行的作法。
惟现阶段仍有一些技术上之瓶颈亟待克服〔注一〕、〔注二〕：由于激光光是以光束形态前进，并非如一般雷达波是以球面波的形态扩散出去，如何有效地锁定目标是一大课题。
由于激光光照射于目标物表面会产生电浆，此电浆将会造成隔离作用，阻碍雷射光的破坏作用，其隔离作用与激光的脉冲宽度及光波长有关，因此必须详加研究。
激光功率的选择亦须考虑，大功率的激光装备体积相对较大，且亦耗损较多的能量。
光学材料上的问题。
激光武器运用于太空及高空中最理想，在大气环境中易受雨雾、尘烟、云层等环境因素影响，特别在海洋环境下。
激光光的破坏、杀伤力与光束的集束性有很大的关连，随着射程的增长，光束的散射角会增大，照射到目标物表面的能量密度也就相对降低，因此杀伤力也相对地减弱。
三、飞航器的惯性导引所谓惯性导引，是一种自给式导引系统，飞弹发射后，可按预先规划的路径飞向目标物。
该系统可分为两种：一种为硬线（Hard Wired）系统，当飞弹偏离航道时予以修正，目前已很少使用；另一种为以计算器为基础的系统，飞弹的位置、速度、航向等数据输入计算机，随时修正飞弹航向目标。
后者仅需将发射位置及目标数据输入计算机，操作方便，适用于远程攻击。
最早使用惯性导引系统的是二次大战德国的V2飞弹，其采用两个自由陀螺仪、三个加速仪和相关电子及计算装置，可沿固定弹道飞行。
惯性导引系统保密性好、不受外力干扰，过去大都使用在长程飞弹或巡弋飞弹的中途导引系统上。
若全程使用，会造成累积误差甚大，因此必须配合其它导引系统使用。
而惯性导引系统的成本较高，后来由于各种陀螺仪及加速仪不断研发出来，尤其是「激光陀螺仪」的问世，和微处理机的快速发展，使惯性导引系统造价降低，已可大量应用于各式飞弹。
使用惯性导引系统的飞弹很多，美国有义勇兵（Minuteman）、MX、长矛（Lance）、潘兴（Pershing）、三叉戟（Trident）D-5、和平守望者（Peace-keeper）以及侏儒（Midgetman）飞弹等；前苏联有SS-12薄板（Scaleboard）和SS-21蜣螂（Scarab）飞弹，以及法国的火成岩（Pluton）飞弹等。
而激光陀螺仪之特点如下，其体积小，而使多具或复用（Redundant）的传感器得以隔离而又能集装在航具的某些位置，其复装（Redundant Management）和重组软件（Reconfiguration Software）使激光陀螺仪和惯用加速仪（Accelero Meters）结合而将其输出直接传至导航与飞控系统，因此免除了惯性传感器（Inertial Sensors），精密飞轮、轴承、伺服等传动设备，不仅简化了维护的程序，而且免除了以往暖机和飞轮启动的时间，激光陀螺仪仅仅一秒钟的时间，就可进入备用状态。
这种迅速的反应时间，对于飞弹和拦截战斗机而言相当重要。
激光陀螺仪工作原理（如图一），乃是量测两束同时发射的激光光依相反环型光路前进的时间差，在其交汇处有棱镜和平面镜，结合两束光线于同一个数字型输出感应器（Detector）中，而这种传感器其实是一种干涉仪（Interferometer），它能计数频差（Beat Frequency）与分辨交轴之转向，在陀螺仪未动时，激光光束之频率相同，但当它随着弹体同时转动时，光束环绕的方向与弹体转向相同者，其光径（Beam Path）变长而光频率变低，相反的另一束光则光径变短，光频率变高。
当然这里的光径变化是相当小，通常都小于1nm〔注四〕。
而在导航的用途上，光纤陀螺仪也是新一代飞航器惯性导航系统的新秀。
而光纤陀螺仪的工作原理基本上也是以量测两束光随转动而造成的相位变化，原理与雷射陀螺仪类似。
由于光纤陀螺仪同样以激光光相位的变化来做为量测的讯号，可免除传统机械陀螺仪的机械装置，故和激光陀螺仪一样，具有寿命长、低功率损耗、启动时间短、重量轻、高可靠度等优点。
且近年来中科院致力于光纤陀螺仪精度的提升，已获致了相当的进展，因应未来高速运动飞航器的精确导航，相信未来飞航器的惯性导航系统将由上述两种陀螺仪取代传统陀螺仪。
四、全像干涉术可应用于船模的流力实验全像干涉术是利用激光光的干涉和绕射原理所形成的，可用来量测三度空间的物理量的一种光学量测技术。
这项技术在温度场、高速气流场，以及振动量测上，已有广泛的应用。
而全像干涉术是全像术的一种应用，要了解全像干涉术的原理，就必须了解全像术的原理。
全像术最早在1948年由英国人Dennis Gabor所提出，1962年由Leith及Upatnieks以激光光实现了Gabor的概念，并证实了任意形状物体的三度空间立体影像，均可被记录。
Gabor于1972年获得诺贝尔物理奖。
全相片的拍摄过程，如图二所示，同一光源的激光光，经分光镜（Beam Spliter）分为主体光（Object Beam）和参考光（Reference Beam），参考光经反射镜和空间滤波器（Spatial Filter）后射至底片上。
主体光经反射镜和空间滤波器，并经过测试区，再射至底片。
两光束相互干涉，在底片上形成绕射光栅（DiffractionGrating）。
底片经显影、停影、定影后即形成全像片。
此种拍摄方式不仅能记录光的强度讯息，还能记录光的相位讯息，因此冲洗好的底片可用来重建被拍摄物体。
重建时（如图三）仅须将拍摄时的参考光投射至全像片，观察者即可从全像片后方看到被拍摄物的虚像。
全像干涉术拍摄过程和全像片完全相同，只是拍摄时曝光次数由一次增为两次，在两次曝光间，被测试物体若有微小变形，便会在重建的物体虚像上产生干涉条纹。
干涉条纹所代表的物理量依被测物产生微小变形的原因而定。
分析计算这些干涉条纹，可定性及定量的得到所要的物理量。
全像干涉术的拍摄技术可分为两种，第一种为二次曝光法，它的工作原理如前面所描述，在拍摄过程中，被拍摄物体必须严格固定。
第二种为单次曝光法，它的工作原理是利用拍摄被测物之全像片，在全像片不移动下，将全像相片冲洗完成，此时被测物若有微小变形，即可从全像片后方实时观看到物体的变化情形，所以又称为实时全像干涉术。
全像干涉术（Holographic Interferometry）已成为流体力学实验和热传燃烧实验上的一个重要量测技术。
举凡有微小变形的物体或有折射率（Index of Refraction）变化的流场，均可使用此项技术。
主要的应用范围包含：（一）、在温度场量测方面，由于温度变化会改变密度，进而影响折射率，全像干涉术便能记录此种变化，在计算出温度分布。
典型的例子包括火焰、电子冷却传导和电弧等。
（二）、在高速气流场方面，全像干涉术可应用在速度超过0.5马赫的高速气流场上，可同时得到流场的压力、温度和速度（马赫数）分布。
对于飞行体的外流场或推进系统的内流场，可得到相当完整的数据。
（三）、在振动量测方面，应用全像干涉术可得到振幅（Amplitude）、频率（Frequen-cy）和振动模态（Mode）。
