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光子多普勒測速儀PDV基于光學多普勒效應，全部采用光纖傳輸光信號，利用光學干涉混頻技術獲得物體的速度信息。整個系統采用全光纖連接，不僅提高系統的穩定性、減小體積，而且由于采用高性能的單模光纖，使系統的響應時間不再受限于光纖色散，可實現50ps量級時間分辨率的速度測量。干涉儀主機的結構組成經過高速實驗驗證及優化，達到*的輸出信號信噪比、有效地降低了測速誤差。
光子多普勒測速儀示蹤粒子是利用運動微粒散射光的多普勒頻移來獲的速度信息的。因此它實際上測的是微粒的運動速度，同流體的速度并不*一樣。幸運的是，大多數的自然微粒（空氣中的塵埃，自來水中的懸浮粒子）在流體中一般都能較好地跟隨流動。如果需要人工播種，微米量級的粒子可以同時兼顧到流動跟隨性和LDV測量的要求。
光子多普勒測速儀發射一定頻率的超聲波，由于多普勒效應的存在，當被測物體移動時（不管是靠近你還是遠離你）反射回來波的頻率發生變化，回收的頻率是(聲速±物體移動速度)/波長，由于和波長都可以事先測出來（聲速會隨溫度變化有所變化，不過可以依靠數學修正），只要將回收的頻率經過頻率-電壓轉換后，與原始數據進行比較和計算后，就可以推斷出被測物體的運動速度。
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