Измерение энергетических параметров и характеристик лазерного излучения

Рефераты, курсовые, дипломные, контрольные (предпросмотр)

Тип: Учебные материалы. Файл: Word (.doc) в архиве zip. Категория: Технологии
Адрес этого реферата http://referat-kursovaya.repetitor.info/?essayId=3036 или
Загрузить
В режиме предпросмотра не отображаются таблицы, графики и иллюстрации. Для получения полной версии нажмите кнопку «Загрузить». Рефераты, контрольные, дипломные, курсовые работы предоставляются в ознакомительных целях, не для плагиата.
Страница 1 из 15 [Всего 15 записей]1 2 3 4 5 » ... Последняя »

ВВЕДЕНИЕ

Получение достоверных результатов измерений как самих параметров лазеров, так и выходных характеристик лазерных приборов и систем имеет свою специфику, поскольку лазерное излучение характеризуется некоторыми особенностями: широким спектральным (0,2 мм...1 мм) и динамическим диапазоном (120...200 дБ), малой длительностью импульсов (до 0.1 пс), высокой плотностью мощности (до 109 Вт/см2), энергии и т.п. Система характеристик и параметров ров лазеров и лазерного излучения лазерных приборов установлена ГОСТ 15093-75, ГОСТ 24453-80 и ГОСТ 23778-79, в соответствии с которыми осуществляется контроль изделий лазерной техники на этапе выпуска продукции и при их эксплуатации (табл.1).

Таблица 1

Параметр, характеристика Единица из-мерения Определение Обозначе-ние

Энергетические параметры и характеристики

Энергия Дж Энергия, переносимая ла-зерным излучением W

Мощность Вт Энергия, переносимая ла-зерным излучением в единицу времени P

Интенсивность Величина, пропорцио-нальная квадрату амплитуды электромагнитного колебания J

Спектральная плотность энергии (мощность) Дж Гц-1

Вт Гц-1 W , W

(P ,P )

Средняя мощность импульса Вт Pu,ср

Максимальная мощность им-пульса Вт Pu, max

Спектральные параметры и характеристики

Длина волны

Частота

Ширина спектральной линии

Степень хро-матичности /

/

Пространственно-временные параметры и характеристики

Диаграмма направленности Угловое распределение энергии или мощности лазерного излучения

Диаметр пучка м Диаметр поперечного сечения пучка лазерного из-лучения, внутри которого про-ходит заданная доля энергии или мощности лазера d

Расходимость рад,

ср Плоский или телесный угол, характеризующий ширину диаграммы направленности ла-зерного излучения в дальней зоне по заданному уровню углового распределения энергии или мощ-ности лазерного излучения, оп-ределяемому по отношению к его максимальному значению QP

Энергетическая расходимость рад,

ср Плоский или телесный угол, внутри которого распространяется заданная доля энергии или мощности лазерного излучения S

Относительное распределение плотности энергии (мощности) Распределение плотности энергии (мощности) излучения по сечению лазерного пучка, нормированное относительно максимального значения плотно-сти энергии (мощности) W,P, W,S

Частота по-вторения импульсов Гц Отношени числла импуль-сов лазерного излучения ко вре-мени F

Длительность импульсов с u

Параметры когерентности

Степень про-странственно-временной коге-рентности Модуль комплексной сте-пени пространственно-временной когерентности при фиксированных координатах точки в пространстве и времени, равный:

, где 0 12( ) 1, 12( ) - функция взаимной когерентно-сти, 11( ), 22( ) - функции вза-имной когерентности для точек пространства с радиус-векторами r1,r2 соответственно при =0 12( )

Степень про-странственной ко-герентнсти Модуль комплексной сте-пени временной когерентности для фиксированной точки про-странства, равный

, где 12( ) - функция простран-ственной когерентности 12(О)

Степень вре-менной когерентно-сти Модуль комплексной сте-пени временной когерентности для фиксированной точки про-странства, равный

, где Г11( ) - функция взаимной когерентности для точки про-странства с радиусом-векторм r1 11( )

Время коге-рентности с Минимальное запаздыва-ние, для которого степень вре-менной когерентности принимает значение равное нулю

Длина коге-рентности м Произведение времени ко-герентности на скорость элек-тромагнитного излучения в ва-кууме К

Параметры поляризации

Плоскость поляризации Плоскость, проходящая через направление распростра-нения линейно-поляризованного лазерного излучения и направле-ние его электрического вектора

Эллиптичность поляризованного лазерного излучения Отношение малой полуоси эллипса, по которому поляризо-вано лазерное излучение к его большой полуоси

Степень по-ляризации Отношение интенсивности поляризованной составляющей лазерного излучения к полной его интенсивности

ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Для измерения энергетических параметров лазерного излучения могут ис-пользоваться самые разнообразные методы, основанные на различных физических и химических эффектах взаимодействия лазерного излучения с веществом, последнее может находиться в любом агрегатном состоянии. Однако наиболее широкое распространение получили методы, основанные на преобразовании энергии лазерного излучения в тепловую энергию (тепловой метод) и в энергию электрического тока (фотоэлектрический и пироэлектрический методы). Реже применяется пондеремоторный метод, основанный на преобразовании энергии лазерного излучения в механическую энергию.

Измерение мощности и энергии лазерного излучения

Существующие средства измерения (СИ) энергетических параметров лазерного излучения содержат приемный (первичный) измерительный преобразователь (ПИП), измерительное устройство, а также отсчетное, или регистрирующее устройство. В ПИП энергия лазерного излучения преобразуется в тепловую или в механическую энергию или в электрический сигнал, доступные для дальнейшего преобразования и измерения.

Различают ПИП поглощающего и проходного типа. В преобразователях поглощающего типа поступающая на вход энергия лазерного излучения почти полностью поглощается и рассеивается в нем. В преобразователях проходного типа рассеивается лишь часть поступившей на вход энергии излучения (как правило небольшая), а большая чисть изучения проходит через преобразователь и может быть использована для требуемых целей.

Измерительное устройство включает преобразовательные элементы и изме-рительную цель. Их назначение - преобразование выходного сигнала ПИП в сигнал, подаваемый на отсчетное или регистрирующее устройство. Отсчетное или регистрирующее устройство служит для считывания или регистрации значения измеряемой величины в аналоговой или цифровой форме.

Обычно ПИП конструктивно выполняется в виде отдельного блока, называемого измерительной головкой, а измерительное и отсчетное устройства - в виде измерительного блока. В измерительный блок могут быть включены дополнительные устройства, например цепи коррекции дрейфа нуля, температурной и электрической стабилизации и др.

Тепловой метод

Сущность этого метода состоит в том, что энергия излучения при взаимо-действии с веществом приемного преобразователя превращается в тепловую энергию, которая впоследствии измеряется тем или иным способом. Для измерения тепловой энергии, выделившейся в ПИП, обычно используют:

-термоэлектрический эффект Зеебека (возникновение ТЭДС между нагретым и холодным спаями двух разнородных металлов или полупроводников);

-явление изменения сопротивления металлов и полупроводников при изменении температуры (болометрический эффект); фазовые переходы "твердое тело-жидкость" (лед-вода);

-эффект линейного или объемного расширения веществ при нагревании и др.

Необходимо отметить, что все тепловые ПИП в принципе являются кало-риметрами. Однако в литературе сформировались устойчивые названия ПИП, ас-социируемые обычно с некоторой совокупностью характерных признаков, свойст-венных приемным преобразователям определенных типов (термоэлементы, болометры, пироприемники и пр. ) .

Наиболее широкое распространение для измерения таких усредняемых во времени энергетических параметров лазерного излучения, как энергия и средняя мощность, получили калориметры. Они имеют достаточно конструктивно развитый приемный элемент, не объединенный с чувствительным элементом. К достоинствам калориметров относятся широкий спектральный и динамический диапазон работы, высокая линейность, точность и стабильность характеристик, простота конструкции, возможность их использования с высокоточными, хотя и инерционными цифровыми приборами, возможность калибровки преобразователей по эквивалентному элек-трическому воздействию.

Любая калориметрическая система (рис.1.1) содержит внутреннее калори-метрическое тело К (приемный элемент), в котором протекает процесс выделения (или поглощения) тепла, и внешнюю оболочку О, с которой происходит теплообмен калориметрического тела путем теплопроводности, конвекции и излучения.

RSSСтраница 1 из 15 [Всего 15 записей]1 2 3 4 5 » ... Последняя »


При любом использовании материалов сайта обязательна гиперссылка на сайт «Репетитор».
Разработка и Дизайн компании Awelan
www.megastock.ru
Проверить аттестат