Бінарна алгебраїчна операція
Химия

Дифракційні засоби лазерної діагностики


Дифракційні засоби лазерної діагностики

Завантажити реферат: Дифракційні засоби лазерної діагностики

Дифракційні явища в оптиці у звичайному уявленні негативні, як причина обмеженості можливостей оптичних систем, зокрема лазерних метрологічних, навігаційних і гіроскопічних приладів. Відомі і корисні практичні застосування класичної дифракції світла, наприклад, для вимірювання розмірів отворів, діаметрів ниток та числа їх у скрутці, показників заломлення та ряду інших. Однак є важливий аспект цих явищ — дифракційне зворотне розсіювання (ДОР) на локальних неоднорідностях в оптичному резонаторі, що надає їм особливий статус. Висока чутливість фази результуючої ДОР до усунення виділеної локальної неоднорідності (ВЛН) по осі резонатора лазера робить дифракцію засобом управління характеристиками генерації як лінійного, так і кільцевого лазера, а також тонким вимірювальним інструментом у сфері фізичних параметрів. Вкажемо, наприклад, можливість реалізації внутрішньорезонаторного доплерівського вимірювача швидкості потоку на основі ДОР, прямого вимірювання відносного перевищення накачування над порогом та самих значень втрат резонатора та посилення активного середовища [1] та ін У даній роботі наведено приклад досить простого визначення на основі ДОР деяких фізичних параметрів, вимір яких традиційними способами вважається дуже трудомістким, наприклад: коефіцієнта конвективної тепловіддачі, величини поляризаційного оптичного дихроїзму поглинання — за термічної реакції ВЛН, що визначає ДОР в резонаторі лазера, поглинається нею енергію оптичного випромінювання.

Запишемо поля зустрічних хвиль, що біжать, в резонаторі лазера з частотою генерації w у вигляді E 2,1 (z, t) = E 2,1

З укорочених рівнянь для E 1,2
/2 — p /2)] — F

В експериментах у лінійному лазері ОД у вигляді мідної нитки радіусу r =30 мкм та довжиною l 0 =50 мм, перпендикулярної осі z резонатора, мала форму дуги стрілкою вздовж z із висотою сегмента d 0 ” 2 мм. Прояв ДОР від ОД полягало в тому, що при перериванні потоку енергії, що висвітлює ділянку ОД, занурений в лазерний пучок з довжиною хвилі l = 0.63 мкм, в інтенсивності генерації I

Розрахунок подовження нитки у вигляді дуги великого радіусу із закріпленими кінцями показав, що збільшення стрілки прогину набагато більше подовження нитки |D l|<< |D d| << d. Розрахунок подовження однорідної нитки при нагріванні D l x 0 /l 0 ) (1- e -t/ q ) / ((2i+1)q i )] де позначено qi -1 = [c + g (2i+1) 2 ], g = (p A/l 0 ) 2 індекс сумування 0 < i < Ґ . Для якісного порівняння експериментальних результатів з теоретичною інтерпретацією реакції ОД, що наводиться тут, достатньо обліку 1-2 членів ряду (швидка збіжність при не дуже великих c/g ). При обліку одного члена (i = 0) запишемо DT макс ”4PSin(px 0 /l 0 )[1 - e -(c+g )t ] / [p m н c v (c+g)]. Видно, що всі зазначені особливості експериментально спостерігається реакція ОД добре якісно описуються на основі такої моделі при співвідношеннях t = (с+g) -1 , h макс = 1.5 Wq[tal 0 2 /(pld 0 m н c v )] Sin(px 0 /d 0 ), де q - поляризаційний коефіцієнт поглинання, що залежить від матеріалу нитки. Розраховане за даними 1/g = 1.84c >> t показує, що швидкість релаксації реакції ОД визначається переважно швидкістю конвективної тепловіддачі (c >> g). За знайденим c = (t -1 — g) = 4.22 c -1 визначено коефіцієнт конвективної тепловіддачі k = 1.09Г (Г = 10 -2 Вт/см 2 град, облік другого члена ряду збільшує k на ” 10%), близький до відомими емпіричними значеннями (1.1 — 1.9)Г для контакту металевого циліндра з повітрям. Експериментально певне співвідношення для TM, TE поляризації падаючого поля h макс (TE) / h макс (TM) ” 2 безпосередньо дає величину поляризаційного дихроїзму поглинання світла об’єктом, що використовується як ОД, вимір якого іншими способами важко [3]а розрахунок вимагає суворого обліку якості поверхні досліджуваного зразка. Це показує перспективність використання ДОР як інструменту фізичних та прикладних досліджень.

Література

  1. В.Н.Смирнов, Г.А.Строковський // Сибірський фізико-технічний журнал — 1992, вип.2, с.121-127.
  2. Е.Е.Фрадкін та ін. Хвильові та флуктуаційні процеси в лазерах.-М.: Наука,1974.- 416с.
  3. А.Б.Катрич // ЖТФ, 1983., Вип.3, с.604 — 605.

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *