Lazer nurlarining sifatini qanday baholash mumkin? (1-qism)

Lazer nurlarining sifatilazerning muhim texnik ko'rsatkichi bo'lib, lazerning xususiyatlari sifat jihatidan baholanadi. Biroq, uzoq vaqt davomida nur sifatining aniq ta'rifi yo'q va ilmiy tadqiqot va qo'llashda noqulaylik tug'diradigan standart o'lchash usuli o'rnatilmagan.

1988 yilda AE Seigman lazer nurlarining sifatini yanada ilmiy va oqilona tavsiflovchi va 1991 yilda ISO/TC172/SC9/WG1 standart loyihasi tomonidan qabul qilingan o'lchamsiz miqdorlar-nur sifati omili parametrini taqdim etdi. Lazer nurlari sifatini tadqiq qilish va o'lchash omil ham so‘nggi yillarda tadqiqot nuqtasiga aylandi.

Nur sifatini baholash uchun odatda qo'llaniladigan usullar:

Asl diffraktsiya chegarasi bir nechta omillar, Streier nisbati, aylana-energiya nisbati, M2 omil yoki uning o'zaro K omili (nurni uzatish omili), turli xil nur sifatining ta'rifi turli xil dastur maqsadlariga mos keladi, bu nur sifatiga urg'uni aks ettiradi. Nurning sifati maxsus dastur maqsadiga qarab baholanishi kerak.

Nur sifati lazerni loyihalash, ishlab chiqarish, aniqlash va qo'llashda muhim rol o'ynaydigan sifat jihatidan lazer xususiyatlarini baholashning muhim usuli hisoblanadi. Nur sifati omillarining universalligini takomillashtirish, nur sifatiga ta'sir qiluvchi omillarni tahlil qilish va ularni nazorat qilish masalalarini muhokama qilish katta ahamiyatga ega.

Uzoq masofali lazer diapazoni va lazer altimetrining aniqligini tahlil qilish uchun nur sifatini o'lchash muhim bo'g'indir, ayniqsa nurning energiya taqsimoti va divergensiyaning o'lchami Burchak va nur kengligi, diapazondagi aks-sadoga ta'siri yanada aniqroq. , va lazer nurlarining sifat omili diapazondagi lazer sifatini aks ettirishi va o'lchov aniqligini oshirishi mumkin.

1. Asl diffraktsiya bir nechta omillarni cheklaydi

Asl diffraktsiya chegarasi bir nechta omillar o'lchangan haqiqiy nurning uzoq maydondagi divergensiya burchagining ideal nurning uzoqdagi divergensiya burchagiga nisbati sifatida aniqlanadi va uning ifodasi =th/th{{3} }} (1)

Uzoq maydon emissiya burchagi th th=limz→∞/w(z)z asimptotik formula bilan aniqlanadi va w(z) yorug'lik nuqtasining kengligi, z esa yorug'likning mos keladigan pozitsiyasidir. nuqta. Agar paraksial yaqinlashish va diafragma difraksiyasi ahamiyatsiz bo'lsa, bo'sh fazodagi nur kengligi w(z) quyidagi uzatish tenglamasini qanoatlantiradi:

w2(z)=w20 plus (M2)2 (l/(pw0))2 (Z-Z0)2 (2)

Bu yerda z{0}} belning w0 joylashuvi. Ideal Gauss nuri uchun nuqta kengligi w(z) yorug'lik intensivligining maksimal qiymati 1/e2 bo'yicha kenglik bilan belgilanadi va belgilangan nuqta o'lchami Gauss nurining umumiy quvvatining 86,5 foizini o'z ichiga oladi. .

Asl diffraktsiya chegarasi omili asosan lazer rezonatoridan chiqarilgan lazer nurini baholash uchun mos keladi va yaqin maydon nurlarining sifatini oqilona baholashi mumkin. Bu lazer tizimining nurlanish sifatini tavsiflovchi statik ishlash indeksi bo'lib, atmosfera tarqalishi, turbulentlik va termal haloning lazerga ta'sirini hisobga olmaydi.

Lazerga qarshi qurol tizimida, asosan, lazer quroli tizimining nurdan chiqadigan L va nurning nur yo'nalishi bo'yicha d bilan aniqlanadi.

2= 2L plus 2D (3)

Bu yuqori energiyali lazer qurol tizimlarining nurlanish sifatini baholash uchun asos bo'lib xizmat qiladi.

Qiymatni o'lchash lazerning o'zi omillari va lazer nurlarini uzatish jarayonidagi ko'plab omillarning ta'siri tufayli nurning uzoqdagi divergensiya burchagini to'g'ri o'lchashga bog'liq, shuning uchun uzoq masofaning intensivligi taqsimlanadi. -dala nuri ko'proq yuqori tartibli fazoviy chastota komponentlarini o'z ichiga oladi, lazer intensivligi nuqta kengligini o'lchash uchun CCD yordamida zaiflashadi, nuqtaning yuqori tartibli komponentini aniqlash qiyin, nisbiy fazoviy intensivlik taqsimoti juda yaxshi Spotning yuqori tartibli komponentini aks ettirish qiyin va olingan qiymat yuqori tartibli dispersiyadan kelib chiqqan energiya yo'qotilishini haqiqatda aks ettira olmaydi. Aniqlash tizimi uchun uning aniq o'lchov talablari yuqori va u uzoq masofaga uzatiladigan nurni baholash uchun mos emas.

2. Halqali energiya nisbati

Maqsadli sirt (yoki barrel) quvvat nisbati sifatida ham tanilgan halqali energiya nisbati belgilangan o'lchamdagi yorug'lik nuqtasining ideal halqa energiyasi (yoki kuchi) ning haqiqiy halqa energiyasiga (yoki) nisbatining ildizi sifatida aniqlanadi. quvvati) bir xil o'lchamdagi yorug'lik nuqtasi. Uning ifodasi

BQ=P Ideal P o‘lchandi

Yoki BQ=EE real ideal test (4)

BQ qiymati energiyani etkazib berish va ulash ilovalari uchun uzoq maydon nurlarining sifatini baholash uchun ishlatiladi, bu maqsaddagi nurning energiya konsentratsiyasi bilan birlashtiriladi.

BQ qiymati va qiymati o'rtasidagi farq shundaki, u atmosfera omillarini o'z ichiga oladi va u muhandislik qo'llanilishi va zarar ta'siri nuqtai nazaridan nur sifatini tavsiflash uchun keng qamrovli indeks va atmosfera ta'sirida lazer qurollari tizimlarining dinamik indeksidir. BQ qiymati to'g'ridan-to'g'ri energiya kontsentratsiyasini aks ettiruvchi nur sifati va quvvat zichligi bilan bog'liq bo'lib, yuqori zichlikdagi lazer va nishon o'rtasidagi energiya birikmasi va zarar ta'sirini o'rganish uchun juda amaliy ahamiyatga ega.

Bir barrelda yorug'lik intensivligining fazoviy taqsimotining tavsifi etarli emas va ideal nurni tanlash aniq belgilanishi kerak. Muhandislik qo'llanilishi nuqtai nazaridan, lazer qurolini ishga tushirish tizimining asosiy oynasi o'lchamiga ega bo'lgan qattiq tekislik to'lqini nisbatan sodda va amaliy usul bilan ideal nur sifatida tanlanadi.

"Qattiq qirg'in" lazer qurollari uchun standart o'lcham imkon qadar kichik bo'lishi kerak, yuqori quvvat zichligini talab qiladi, diffraktsiya chegarasi o'lchamiga mos keladigan D ishga tushirish tizimining asosiy oynasining asosiy diametriga standart o'lcham ko'proq mos keladi. , u tizim tomonidan chiqarilgan jami energiyaning 84 foizini o'z ichiga oladi, "yumshoq o'ldirish" lazer qurollari uchun, maqsadli sirt oralig'ida yuqori energiya ulushi, yuqori o'rtacha quvvat zichligi talab qilinadi. maqsad.

BQ qiymati ko'pincha turli xil cheklangan teshik energiyasini o'lchash usullari va kosmosda mutlaq energiya taqsimotini o'lchashi mumkin bo'lgan aniqlash tizimlari bilan o'lchanadi, bu kuchli yorug'lik qatori detektori yoki yuqori energiyali lazerni bevosita qabul qila oladigan maqsadli disk asbobini talab qiladi.

U tez-tez intensiv lazer nurlarining sifatini baholash uchun ishlatiladi, ammo ftor vodorod (HF), deyteriy ftorid (DF) va kislorod-yod kimyoviy lazerlari (COIL) kabi yuqori quvvatli lazerlar odatda barqaror bo'lmagan lazer nurlarini qabul qiladilar. bo'shliq tuzilishi, chiqish nuri Gauss nuri emas, barqaror bo'lmagan bo'shliq lazerlari tomonidan yaratilgan lazer nurlarining sifatini o'lchashda ba'zi noaniqliklar mavjud.

Bog'lanish uchun ma'lumot:

Agar sizda biron bir fikr bo'lsa, biz bilan gaplashing. Mijozlarimiz qayerda bo'lishidan va bizning talablarimiz qanday bo'lishidan qat'i nazar, biz mijozlarimizga yuqori sifat, arzon narxlar va eng yaxshi xizmatni taqdim etish maqsadimizga amal qilamiz.