Интерферометр газовый

Для таких измерений нужно иметь двухлучевой интерферометр, газовый лазер (источник света) и фотоумножитель (фиг. 5.15). Гелий-неоновый лазер работает на длине волны [c.293]

До сих пор не говорилось о том, каким образом может быть измерена скорость звука. Выше мы обращали внимание на отклонение свойств газа от идеального состояния и отмечали, что скорость Со относится к безграничному пространству. На практике, особенно в области низких температур, скорость звука измеряется в относительно небольшой колбе, которая должна иметь постоянную температуру. В настоящее время наиболее точные измерения скорости звука осуществляются при помощи акустического интерферометра с цилиндрическим резонатором. Акустические волны возбуждаются в трубе излучателем, расположенным на ее конце длина волны находится измерением перемещения отражателя между соседними резонансными максимумами. Положение стоячих волн определяется по импедансу излучателя. В этом состоит одна из трудностей акустической термометрии по сравнению с газовой. В газовой термометрии измеряемые величины, объем и давление, являются величинами статическими, хотя и существуют проблемы, связанные с сорбцией, о которой говорилось выше. В акустической термометрии измеряемые величины носят динамический характер — это акустический импеданс излучателя, например, при 5 кГц, вязкость и теплообмен со стенками трубы. Все это оказывается источником специфических трудностей при измерении, и для правильной интерпретации результатов измерения необходимо полное понимание физической сущности процессов распространения акустических волн. [c.101]

На рис. 3.12 приведена схема низкочастотного акустического интерферометра, созданного для измерения температуры. Этот прибор [16] применялся в области от 4,2 до 20 К почти одновременно с газовым термометром, показанным на рис. 3.5. Не вдаваясь в подробности конструкции и принципы действия отдельных узлов, рассмотрим кратко основные элементы при- [c.110]

Голографическая интерферометрия находит применение в исследованиях как прозрачных, так и отражающих свет объектов. Различия, имеющиеся в исследовании объектов. этих двух типов, не носят принципиального характера, хотя исследование прозрачных фазовых неоднородностей обычно выделяют в отдельное направление голографической интерферометрии. Это объясняется спецификой используемых схем и методов интерпретации результатов, которые, в свою очередь, определяются типичностью характера вносимых такими объектами фазовых искажений. К числу этих объектов относятся газовые потоки, ударные волны, плазма, тонкие пленки. Группу объектов, вносящих сильные [c.31]

СТИН. Прямоугольный импульс напряжений создавался ударом летящей плоской пластинки в качестве ускорителя пластинки использовалась газовая пушка. Скорость частиц на противоположной стороне образца измерялась оптическим интерферометром. Экспериментальные данные сравнивались с результатами расчетов на ЭВМ, в которых учитывалась реальная структура композита и принимались во внимание нелинейные эффекты. [c.385]

Кроме того, применяют основанные на интерференции световых волн газовых смесей шахтные интерферометры ШИ-З и ШИ-5, устанавливают содержание метана и углекислого газа, и прибор ОВ-2301, определяющий содержание метана в воздухе, а также ультразвуковой газовый индикатор УЗГ-1, устанавливающий содержание метана, п ряд конструкций газосигнализаторов электрический СГГ-В-2Б для определения метана и акустические для определения содержания метана, окиси углерода и углекислого газа в газовых смесях [24 37]. [c.381]

В цилиндрическом баллоне 12 (длина его 200 мм и диаметр 20 мм) разрядной трубки помещен катод, состоящий из нагреваемой током спирали 10 и экрана 11. Вертикально расположенный капилляр 14 длиной 8,5 мм имеет толщину стенок 1 мм при внутреннем диаметре 2,5 мм. В нижнем баллоне 16 (длиной 30 мм и диаметром 20 мм), оканчивающемся плоским, хорошо отполированным смотровым окном 17, помещен холодный цилиндрический анод 15. Экран 13 изолирует окно лампы от свечения, происходящего внутри баллона 12, температура которого значительно выше температуры капилляра. При помощи специальных пружин 5 и металлической оправы 2 разрядная трубка своим окном плотно прижимается к хорошо отполированному выступу 18 в дне 19 сосуда Дьюара 3. Разрядная трубка центрирована с помощью притертого конуса. Свет от газового разряда в капилляре проходит через смотровое окно сосуда и далее через систему, состоящую из конденсора 20 и призмы 21. Свет можно направить на щель интерферометра, если наблюдение вести вдоль капилляра со сторо-58 [c.58]

Находят применение газовые лазеры с непрерывным излучением при различных интерференционных измерениях с использованием лазерного интерферометра. [c.150]

Остановимся еще на одной стороне использования ЭВМ при решении задач синтеза, а именно — на управляющей. Возможности газовых лазеров с заданными характеристиками несравненно возрастут, если перестройку базы лазерного интерферометра (расстояние) будет осуществлять комплекс на базе управляющей ЭВМ (микропроцессора). В идеальном варианте этот комплекс может решать задачи как синтеза поля излучения, так и управления его характеристиками. [c.111]

Перспективными являются и такие применения голографического метода, как голографическая интерферометрия, позволяющая исследовать вибрации и деформации, газовые потоки и ударные волны, плазму и другие объекты. [c.259]

В настоящее время с помощью многолучевых методов интерферометрии исследован ряд экспериментальных вопросов диагностики плазмы, газовой рефрактометрии, аэродинамики разреженного газа, а также деформаций волновых фронтов, вызванных оптическими неоднородностями. [c.8]

Вблизи границ непрозрачных тел, а также мест с резким скачкообразным изменением показателя преломления (например, скачки плотности в сверхзвуковых газовых потоках, ударные волны и т. д.) значительно возрастает влияние дифракционных явлений. Плоская волна, проходящая через исследуемый объект, дифрагирует, многократно отражаясь от зеркальных поверхностей, при этом фаза и амплитуда результирующей световой волны зависят в общем случае от коэффициента отражения зеркал, расстояния между зеркалами, настройки интерферометра, размера Диафрагмы (щели) в фокальной плоскости объектива приемной части. Поэтому представляет практический интерес оценка [c.119]

С помощью интерферометра можно исследовать физическую картину газовых течений. Интерференционная картина обтекания модели или поля свободного потока дает возможность определить распределение плотности, форму ударного фронта, структуру ударного слоя и его толщину, найти зависимости параметров потока От формы и характерного размера модели и т. д. [118]. [c.152]

Весьма перспективно применение для исследования потоков с низкой плотностью интерферометров со сдвигом волнового фронта [135, 136]. Для этих схем устранено влияние на измерение внешних помех, которые в большинстве случаев являются единственной причиной недостаточной чувствительности при изучении газовых сред с малой плотностью. Развитие новых интерференционных методов позволило получить количественные данные в сверхзвуковых потоках при статическом давлении, не превышающем 10—0,5 тор. Поэтому необходимо повышать чувствительность измерений. [c.154]

Результаты экспериментального изучения аэродинамических параметров моделей в газовых средах с низкой плотностью, изложенные в предыдущем параграфе, получены с помощью метода равномерно освещенного поля. В этом случае зеркальные слои пластин интерферометра располагаются параллельно. [c.165]

Голографическая интерферометрия динамических фазовых предметов в гидро- и аэродинамике жидких струй, газовых потоков и т, д. требует применения специальной методики, близкой к обычной интерферометрии этих предметов [12, 118—120]. Она отличается от рассмотренной методики отсутствием фокусировки на фотопластинке. Благодаря этому количество фиксируемой информации на фотопластинке увеличивается. Схема эксперимента может быть такой же, как и в методе двойной экспозиции. Возникновение интерференционных полос связано с тем, что свет, прошедший более плотные участки, например фронт ударной волны, отстает и задерживается по фазе в сравнении со светом, прошедшим тот же путь в однородной среде. [c.323]

Для определения газов, папр. СОз в рудничном воздухе, употребляют переносный Р. (фиг. 12) свет от лампы Ь, питаемой аккумулятором А, с помощью конденсаторной линзы и отражения от зеркала >5 направляетс г через призму Р на щель. Проходя через объектив оЬ, поступает в камеру длиной 10 см с газом О и воздухом Z и, отражаясь от зеркала 8р, идет обратно т. о. свет проходит два раза камеру с газом. Этим достигается сокращение длины камеры вдвое при той же точности. Через окуляр ок наблюдают интерференционную картину. При помощи ручки М барабана J поворачивают компенсатор, производя отсчеты по барабану, разделенному на деления, соответствующие %-ному содержанию газов, на основании предварительных измерений известных смесей газов. Для высушивания газ и воздух проходят через сушильные камеры 7 и 2. Для исследования жидкостей с помощью интерферометров газовую камеру заменяют камерой для жидкости с водяным нагреванием (фиг. 13) прибор ставят горизонтально. Свет для сравнения проходит под камерой через воду, что гарантирует одинаковую Г. Можно измерять малое количество жидкостей (что важно например для серийных исследований крови) до 1 мм толщиной, для чего в камеру в 5 мм вкла- [c.358]

Недостаток места не позволяет полностью изложить теорию акустического интерферометра. Рассмотрим основные вопросы и главные источники погрешностей. Подробное изложение данной проблемы содержится в серии работ Колклафа [12, 13, 15— 18]. Сложность акустического интерферометра стала очевидной лишь после того, как акустический метод стал развиваться в качестве альтернативы газовой термометрии для снижения уровня систематических погрешностей. Потребовалось несколько десятилетий, чтобы достигнуть полного понимания физической сущности происходящих процессов, несмотря на то что основные принципы были сформулированы еще Рэлеем в 1877 г. в работе Теория звука . [c.102]

Рассмотрим цилиндрический акустический интерферометр с площадью поперечного сечения А, заполненный газом со средней плотностью р, в котором скорость звука равна с. Обозначим акустический коэффициент затухания через а, длину волны — через Л, волновое число к=2п1Х и / г и Нг — коэффициенты отражения соответственно отражателя и излучателя, которые в общем случае могут быть комплексными. Сумма механического импеданса излучателя Zt и газа ZL(l) составляет полный импеданс Z(l), где I — длина полости, поскольку и сам излучатель, и газовый столб влияют на величину скорости. [c.102]

Проведя соответствующие опыты (при разных длинах плеч интерферометра Майкельсона) для красной линии кадмия к -=()Г)39 А), Майкельсон нрншел к выводу, что интерференционная картина сохраняет видимость вплоть до раз1юстн хода Ad 30 см (рис. 4.7). Это означает, что в данном случае длина когерентности составляет немногим больше 30 см. Если провести подобные опыты с одночастотными газовыми лазерными источниками, четкая интер- [c.79]

Приводимые на рис. 5.61 интерферограммы лазерной линии 6328А иллюстрируют возможность использования интерферометра Фабри—Перо для исследования модового состава излучения лазера. Если газовый лазер генерирует на двух модах (рис. 5.61,6), то на интерферограмме видны четкие двойные кольца равного наклона. Измеряя радиусы этих колец, можно определить сдвиг частот между двумя генерируемыми модами. [c.250]

Мы упоминаем о сферическом интерферометре, так как он послужил прототипом современного резонатора для газового лазера. Вопрос о внедрении радиофизических понятий в оптику представляет несомненный интерес. Л.М. Прохоров, по-видимому. первым указал, что интерферометр Фабри —Перо является евоеобразны.м резонатором высокой добротности для оптического диапазона. Первый газовый лазер, осуществленный и 1961 г. Джаваном и др., представлял газоразрядную трубку с неон-ге-лиевой смесью, помещенную внутрь интерферометра с плоскими зеркалами с очень высоким коэффициенто.м отражения [c.252]

В настоящее время для подобных измерений используют газовые лазеры. Один из возможных вариантов опыта Саньяка, где в одно из плеч интерферометра вмонтирован газовый лазер, представлен на рис. 31.11. Вся система образует так называемый кольцевой лазер. На опыте измеряют скорость изменения интерференционной картины (в другой терминологии — частоту биений) в зависимости от угловой скорости вращения системы. Подобные устройства используют для создания лазерных гироскопов, позволяющих с большой точностью измерять проекцию угловой скорости вращения Земли и тем самым определять географическую широту в данной точке. [c.223]

Появление лазеров вызвало интенсивное развитие методов внутр. М, с., основанных на управлении когерентным излучением за счёт изменения параметров лазера. При этом мы. устройства, применяемые как внеш. модуляторы, номещаются внутри оптического резонатора лазера. Используя разл. способы внутр. модуляции, получают любой вид М. с. амплитудный, частотный, фазовый и поляризационный. Частотой излучения лазера управляют, изменяя добротность оптич. резонатора лазера, напр. менян оптич. длину резонатора. С этой целью одно из зеркал резонатора закрепляют либо на магнитострикционном стержне (см. Магнитострикционный преобразователь), либо на пьезоэлементе и изменяют длину резонатора синхронно с модулирующим напряжением. Тот же эффект достигается путём изменения показателя преломления среды, заполняющей резонатор, для чего используется электрооптич. кристалл. Частотную модуляцию излучения лазера можно получить также при наложении на активную среду магн. или электрич. полей (см. Зеемана эффект, Штарка эффект), под действием К-рых происходит расщепление и смещение рабочих уровней атомов, ответственных за генерацию когерентного излучения. Изменяя величину коэф. усиления, получают амплитудную модуляцию излучения лазера. Для этого воздействуют на разность населённостей активной среды, либо изменяя мощность её возбуждения, либо используя всцомогат. возбуждение, приводящее к-перераспределению населённостей. Амплитудная модуляция излучения может быть получена и при помощи модуляции тока разряда газовых или полупроводниковых лазеров, работающих в непрерывном режиме. Одним из методов управления когерентным излучением является модуляция величины обратной связи лазера, т. е. коэф. отражения зеркал резонатора. С этой целью используют резонатор, одно из зеркал к-рого вращается с большой скоростью, и потому условия генерации выполняются лить в короткие промежутки времени. Вместо зеркал часто используют вращающуюся призму полного внутр. отражения. Изменение величины обратной связи можно получить, заменяя одно из зеркал на систему зеркал, образующих интерферометр Фабри — Перо. Коэф. отражения такого резонатора зависит от расстояния между зеркалами, изменяя к-рое можно модулировать интенсивность излучения и получать т. н. гигантские импульсы, мощность излучения в к-рых существенно превосходит мощность непрерывной генерации. Наконец, излучение лазеров также модулируют, изменяя добротность оптич. резонатора путем введения потерь, величина к-рых управляется внеш. сигналом. Для этого используют модуляторы на основе элек- [c.184]

Интерферожтрический анализ основан на измерении коэффициента преломления составляющих компонентов газовой смеси. Коэффициент преломления анализируемого газа измеряется с помощью интерферометра. [c.161]

В настоящее время выпускается несколько типов лазеров на неодимовом стекле. Например, ОГК типа ГОС-100 выделяет на длине 1063 нм энергию в импульсе 150 дж при длительности импульса 1,5-10 сек. В генераторе типа ГСИ-1 рабочим веществом служит неодимовое стекло типа КГСС-7, из которого в л-полнен стержень размером 150x45x8 мм. Максимальная энергия в импульсе достигает 75 дж при длительности импульса 0,7 х X 10" сек. Следует отметить, что несмотря на то, что по сравнению с Другими источниками света твердотельные лазеры обладают более высокой монохроматичностью, щирина линии излучения их При использовании интерферометров с больщим h оказывается недостаточной. Значительно большей монохроматичностью обладают газовые лазеры. [c.82]

Сравнение лазеров на твердом теле с газовыми показывает, что последние обладаня значительно большей монохроматичностью, большей чистотой спектра, направленностью излучения, охватывают более значительный диапазон длин волн и дают возможность работать в непрерывном режиме, сохраняя длительное время стабильность частоты. Все эти качества делают газовые ОКГ чрезвычайно удобными и перспективными системами, используемыми в качестве источников света в интерферометрии. [c.85]

Четырехзеркальный многолучевой интерферометр, изображенный на рис, 56, Предназначен для исследований газовых потоков [c.92]

В этом отношении многолучевой интерференционный метод, предложенный в работах [62, 69], является весьма эффективным и перспективным. Увеличение длины хода светового луча через объект исследования и связанное с этим сужение интерференционного контура в сочетании с фотометрическим методом расшифровки интерферограмм дает возможность использовать многолучевой интерферометр как прибора для обнаружения и регистрации малых вариаций плотности в разреженных газовых средах. К тому же использование всего лишь двух элементов, образующих интер ренционную картину, — двух полупрозрачных зеркал — позволяет более простыми техническими Средствами, чем, например, в схемах с разведенными пучками, избежать влияния витаний и других внешних погрешностей. [c.154]

Схема четырехпластинчатого интерферометра показана на рис. 100. Рабочая часть интерферометра 4 располагается в камере газодинамической установки 7. Газовый поток из сопла 3 проходит между его зеркалами и обтекает модель 8. Настроечная часть интерферометра 2 выполнена герметизированной и помещена в ка- [c.168]

В настоящее время существует ряд приборов — многолучевых интерферометров для определения параметров плазмы и методик их применения. Эти приборы можно разбить на две большие группы. К первой относятся многолучевые интерферометры, в которых исследуемую плазму помещают между зеркалами, в результате этого происходит смещение (искривление) полос и гтерферен-ций (при настройке интерферометра на полосы конечной ширины) или изменение интенсивности в равномерно освещенном поле (при настройке на бесконечно широкую полосу). Чувствительность измерений при многократном прохождении светового пучка (зонда) через плазлюнный объем увеличивается по сравнению с чувствительностью при однократ1[ом прохождении. Методы использования многолучевых интерферометров в этом случае принципиально не отличаются, например, от методов изучения нейтральных газовых потоков. [c.174]

Высокая чувствительность измерения достигается за счет ра-боты только в одном максимуме пропускания интерферометра. Эгот прием, предложенный в работах [62, 69], заключается в том, что выбирается некоторая рабочая точка на кривой интерференционного контура. При изменении разности фаз, вызванной исследуемым объектом, меняется интенсивность прошедшего через интерферометр света. Регистрируя относительное изменение интенсивности МИ, п (при фотографической регистрации) или абсолютное Д/ (при фотоэлектрической), можно определить значение показателя преломления излучаемой неоднородности (плазмы, газового потока и т. д.). В работах [52—54] подобный прием использовался для определения электронной концентрации импульсной плазмы. При этом связь между электронной концентрацией и смещением контура интерференции выражается зависимостью [c.177]

С помощью иптерференциоп-ного метода можно проводить исследования по распространению газовых примесей в замкнутых объемах 1100]. Интерференционные полосы на равномерно освещенном поле интерферометра настройка на полосу бесконечной ширины) объединяют точки с равными концентрациями Выражая показатель преломления смеси, через объемную концентрацию одного из компонентов, получим дифференциальное уравнение, связывающее смещение интерференционной полосы с концентрацией и показателем преломления каждого из компонентов двухкомцонентной газовой смеси [c.206]

Заслуги советских ученых в деле развития квантовой электроники, а также вклад американских ученых были отмечены Нобелевской премией. Ее получили в 1964 году Н. Г. Басов, А. М. Прохоров и-Ч. Таунс. С этого момента началось бурное развитие лазеров и приборов, основанных на их использовании. Было получено стимулированное излучение от многих материалов — твердотельных, газовых, жидких, полупроводниковых. Диапазон излучения стал захватывать широкий участок спектра от крайнего ультрафиолета до дальней инфракрасной области, а в последние годы получено стимулированное излучение, лежащее в рентгеновском диапазоне. Поскольку стимулированное излучение отличается от теплового монохроматичностью, узконаправленностью, высокой спектральной яркостью и когерентностью, то его стали использовать для построения целого ряда приборов, предназначенных сначала для проведения экспериментальных исследований, а затем для лазерной технологии. Эти приборы способствовали развитию новых научных направлений, таких как лазерная интерферометрия, интроскопия, безлинзовая оптика, голография, термоядерный синтез. [c.5]

Для исследования спектра излучения газовых гелий-неоно-вых лазеров на длине волны 6328 А применялись интерферометры Фабри — Перо. Было исследовано число основных мод, работающих одновременно, и распределение мощности излучения по модам. Поскольку данная работа рассматривается в гл. 8, за подробностями отсылаем читателя в тот раздел книги. [c.78]

Для исследования спектра мод лазеров в диапазоне длин волн от 2000 А до 0,4 мм могут применяться спектрографы и интерферометры Фабри — Перо. Обычно только методы оптического гомодинного или гетеродинного приема способны обеспечить разрешение, требуемое для наблюдения угловых мод в резонаторах с плоскопараллельной конфигурацией и зееманов-ских компонент в газовых лазерах. Большинство приемников в инфракрасной области (особенно в далекой инфракрасной) обладает очень плохой высокочастотной характеристикой. Поэтому длинноволновая граница применимости данных методов равна примерно 40 ж/с, т. е. границе для приемников из Ge Au, Zn. Постоянная времени таких приемников меньше 10" сек, и, следовательно, в инфракрасной области методом гетеродинирова-ния можно разрешить частоты до 100 Мгц. Но детальные измерения в инфракрасном диапазоне пока что проведены только для нескольких систем, а о работах, выполненных с длинами волн, большими 2,6 жк, почти не сообщалось. [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...