Измерение расходимости пучка

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДИМОСТИ ПУЧКА [c.68]

Для газовых лазеров с плоскопараллельным резонатором измеренная расходимость пучка была близка к величине, предсказанной дифракционной теорией, если поверхность выходного зеркала была достаточно высокого качества. [c.72]

Согласно соотношению (236.4) амплитуда Лзш волны с удвоенной частотой пропорциональна квадрату амплитуды падающей волны А и, следовательно, мощность излучения Яз с частотой 2а> пропорциональна квадрату мощности Р исходного пучка. Специальные измерения показали, что указанная закономерность имеет место, но только в том случае, когда Яаш составляет небольшую часть от Р. Такое положение вполне естественно, так как энергия второй гармоники черпается из первичной волны и мощность последней уменьшается по мере углубления в среду. Теория вопроса приводит к выводу, что в идеальных условиях (исходный пучок строго параллельный, точно выполнено условие пространственной синфазности) практически всю мощность падающего излучения можно преобразовать в пучок с удвоенной частотой. Однако по ряду причин (неоднородность кристалла, его нагревание, конечная расходимость пучка идр.) этого достичь не удается, и на опыте получают отношение Р ы/Р порядка нескольких десятков процентов. [c.843]

Рис. 7.5. а — расходимость (обусловленная дифракцией) пучка электромагнитного излучения с плоским волновым фронтом, круговым поперечным сечением и равномерным распределением интенсивности в поперечном сечении б —метод измерения расходимости плоской волны, показанной иа рис. а. [c.459]

Обычно максимальные углы отклонения совсем невелики (меньше градуса). Однако если расходимость пучка много меньше, то можно получить большое число разрешимых точек. Эти адресуемые элементы можно увеличить оптическими средствами до размеров, необходимых для заполнения формата любых размеров. Расходимость (полный угол) гауссова пучка, измеренная в радианах, обратно пропорциональна апертуре D дефлектора [c.441]

Если можно по одной характеристике отличить лазер от обычных источников света, то такой характеристикой является спектральная плотность энергетической яркости. Измерение спектральной плотности энергетической яркости, т. е. плотности потока, отнесенной к единичному телесному углу и к единичному спектральному интервалу, включает в себя измерения зависимости мощности излучения от времени, плотности потока, расходимости пучка, поляризации света и его спектрального состава. К этому перечню внешних лазерных параметров, которые должны быть измерены для определения яркости, необходимо добавить когерентность. В табл. 1.1 перечислены основные внешние характеристики лазеров. [c.10]

Расходимость пучка определяют по результатам измерения структуры мод в более чем одной поперечной плоскости. Например, расходимость можно грубо оценить по данным измерений в ближней (т. е. очень близко к полупрозрачному зеркалу лазера) и дальней зонах поля. Для большей точности можно провести измерения в трех плоскостях. [c.44]

По данным, приведенным в таблице, построены зависимости расходимости излучения от увеличения М для числа проходов п = 1, 2 и 3 (рис. 4.7), что соответствует трем резонаторным пучкам (3, 4 и 5 на рис. 4.6). Значения расходимости, измеренные методом фокального пятна, практически совпадают с расчетными данными. Из хода кривых следует, что для формирования пучка дифракционного качества требуется как минимум два двойных прохода при М 60. При М = 100 расходимости пучков (см. таблицу) различаются в три раза, при М = = 200 — в два раза, при М = 300 — в 1,5 раза. Поэтому измерение мощности малорасходящихся пучков методом диафрагмирования неэффективно, к тому же имеют место колебания их пятен в плоскости фокусировки. Единственный способ, позволяющий оценить мощности этих пучков, заключается в расчетах площади пучков по распределению их интенсивности в плоскости фокусировки излучения, т. е. в дальней зоне (см. рис. 4.6, б при М 60). Определяется площадь распределения интенсивности для каждого отдельного пучка (S s и 54) и общая площадь ( з + 4) и рассчитывается мощность излучения в пучках согласно следующим выражениям [c.120]

Некоторые из ограничений двухлучевого спектрофотометра один режим измерения (пропускание) пучок имеет конечную угловую расходимость большая исследуемая зона объекта (не менее 6 X 20 мм) ограниченная толщина объекта (до 20 мм) заданная геометрическая форма объекта (плоскопараллельная пластинка) минимальное значение коэффициента пропускания 10 % обнаруживаемое изменение коэффициента пропускания — не менее 1 %. [c.207]

Приставка ИПО-76 (рис. 1) обеспечивает получение спектров однократного внешнего отражения, а также измерение коэффициентов отражения (относительным методом) плоских вертикально ориентированных объектов. Объекты располагаются вне приставки и могут иметь размеры диаметр до 150 мм, толщина до 50 мм, площадь исследуемой зоны 6X8 мм. В комплект приставки входят образцы сравнения — эталоны отражения (клиновидные пластинки из германия и Флюорита). Угол падения осевого луча 6° при угловой расходимости пучка 13°. Хрупкие объекты могут закрепляться в приставке с помощью воздушного присоса. Пропускание приставки 80 %. [c.208]

Смещение за счет вертикальной расходимости пучка ДОв обычно незначительно и труднее поддается учету. На рис. 135 приведена зависимость величины сдвига линии за счет каждого из рассмотренных факторов для разных углов скольжения, полученная при измерении периода решетки алюминия. [c.658]

Обычно при оптических измерениях угол расходимости пучка 0 и угол зрения приемника V выбираются достаточно малыми. Если к тому же и расстояние г между источником и приемником (база) невелико, то с большой точностью 1 1 (при / 10г и 0 Р ошибка не превышает 1 %). Интегрирование по сферической поверхности в рассматриваемом приближении можно заменить интегрированием по плоскости приемника, а индикатрису рассеяния [c.53]

Исследование поляризационных характеристик отраженного импульсного излучения на основе сравнительного анализа результатов полевых измерений и численного эксперимента выполнено в работе [11]. Измерения проводились с использованием лазерного локатора на длине волны 0,69 мкм. Характеристики зондирующего импульса энергия в импульсе 0,1 Дж, длительность 60 НС, поляризация излучения линейная (деполяризация 6 10 ), расходимость пучка Г диаметр пучка на выходе 33 см. Характеристики приемной системы диаметр входной апертуры 60 см угол зрения 13 поляризатор — призма Волластона. Расчеты поляризационных характеристик отраженного излучения выполнены для приведенных выше характеристик передатчика и приемной системы с использованием метода Монте-Карло. [c.212]

Ф. лазерного излучения строятся по схеме г (рис.) с учётом малой угл. расходимости и огранич. размеров поперечного сечения, лазерного пучка, при этом диафрагма Dr устанавливается на мин. расстоянии от приёмника П (/о 0). При измерения общей мощности или энергии пучка лазерного излучения диаметр габаритной диафрагмы Dr должен быть больше поперечного размера d этого пучка, а при измерении распределения поверхностной плотности мощности или энергии излучения по сечению пучка d[c.352]

Применение лазеров для линейных измерений. Использование лазеров, особенно газовых лазеров видимого диапазона, чрезвычайно расширило область применения оптических методов измерения расстояний и углов. Пространственная погрешность лазерного света позволяет коллимировать пучки с расходимостью, вызванной только дифракцией. Благодаря этому приборы с применением лазера обеспечивают угловую точность около 1 мкрад при работе на расстояниях порядка сотен метров. [c.416]

При измерениях третьего типа для регистрации индикатрисы рассеянного излучения от образцов с высоким качеством поверхности отражателя необходима достаточно малая расходимость падающего на образец пучка — порядка 10—30", а также возможность контролируемого перемещения детектора с узкой щелью С шагом в единицы угловых секунд. Это приводит к существенному увеличению габаритных размеров прибора и ужесточению требований к точности механизмов установки образца и детектора. [c.41]

Схема с коллиматором на основе многослойных рентгеновских зеркал скользящего падения (рис. 6.2, г). В этом случае (как и в схеме по рис. 6.2, б) объектив может быть освещен целиком широким пучком с малой расходимостью, в то же время размеры камеры существенно уменьшаются. Недостатком являются неизбежные ограничения в диапазоне длин волн, связанные с параметрами покрытия зеркал коллиматора. Точность измерения разрешения определяется весьма низким дифракционным пределом и аберрациями коллиматора, и в случае использования доступных сегодня сферических зеркал на область 10—20 нм может быть доведена до нескольких угловых секунд. Для полного описания свойств объектива в рабочем диапазоне эти измерения легко дополняются измерениями рассеяния при освещении узким пучком в той же установке. [c.230]

Измерение угловой расходимости и поперечного распределения интенсивности света в пучке [c.44]

Первая глава содержит введение в проблему термометрии твердого тела, обоснование необходимости новых методов для развития микротехнологии и постановку задачи по разработке лазерной термометрии. Во второй главе приведены сведения о взаимодействии света с твердыми телами, об оптических свойствах металлов, полупроводников и диэлектриков и о температурных зависимостях, лежащих в основе ЛТ. Глава 3 содержит данные по температурным зависимостям оптических параметров твердых тел. Главы 4-7 посвящены рассмотрению методов ЛТ, основанных на измерении интенсивности, поляризации, расходимости светового пучка, времени высвечивания, особенностей спектра после взаимодействия излучения с исследуемым объектом. В гл. 8 обсуждаются преимущества и недостатки методов ЛТ, сравниваются их измерительные характеристики. [c.6]

Применение когерентного излучения. Высокая степень монохроматичности и малая расходимость когерентного оптического излучения определяют области его практического использования. Излучение с высокой временной когерентностью может быть использовано для передачи информации на оптических частотах при решении задач, связанных с оптической интерференцией (измерение расстояний, линейных и угловых скоростей, деформаций поверхностей и т. д.) в качестве стандарта частоты. Высокая направленность пространственно-когерентного излучения обусловливает ряд его преимуществ перед некогерентным излучением небольшую величину энергетических потерь, связанных с расходимостью пучка высокое угловое разрешение, поз- воляющее точно направить луч на малый объект и существенно сократить помехи возможность пространственной фильтрации при приеме сигналов. Отсюда следует, что узконапрявленное оптическое излучение может быть эффективно использовано при передаче информации на большие расстояния, при оптической локации удаленных объектов (особенно для выделения объекта среди других целей), при измерении углов и расстояний по принципу, на [c.343]

Крутой фронт им 1тульсов излучения и малая расходимость пучка на выходе лазера обеспечивают высокую точность измерения дальности до объектоа (порядка единиц метров) и углового разрешения. Кроме того, лазерные дальномеры свободны от недостатка оптических дальномеров — зависимости точности измерения дальности от измеряемого расстояния и погрешностей, вносимых оператором (характерно для стереоскопических дальномеров). [c.126]

Обычный метод измерения расходимости состоит в том, что на пути пучка ставят экран и фотографируют картину излучения на разных расстояниях от лазера. Пользуются и другим методом, основанным на изучении двухлепестковой картины излучения рубинового лазера, работающего вблизи порога. Половина расстояния между лепестками в зависимости от положения вдоль пучка равна [c.72]

Пусть свет падает по нормали к поверхности тонкой пластинки, а между двумя поверхностями имеется малый угол ip. Тогда отраженные пучки нулевого, первого и более высоких порядков отклонены от нормали на углы О, 2гир, 4п(р и т. д. Проходящие пучки первого, второго и других порядков отклонены от нормали на углы гир, Ъгир и т.д. В плоскости фотоприемника возникает смещение пучков соседних порядков относительно друг друга на расстояние Аж Htg2n(p. При Я = 50 см, (р = 3-10 4 рад и п = 3,54 (кремний) получаем Ах Ai 0,1 см. Таким образом, пучки высоких порядков могут оказываться за пределами фоточувствительной площадки приемника. Пучки высоких порядков дают вклад в регистрируемый сигнал только при небольших температурах, и при повышении температуры их вклад падает из-за поглощения света при многократном прохождении сквозь пластину. При высоких температурах вклад в отражение R и прохождение Т света дают только пучки нулевого (для R) и первого порядка (для R и Т). Поэтому эффект угловой расходимости пучков может приводить к существенным ошибкам в области температур, где пластинка имеет малые значения ah и большой коэффициент пропускания. Проверить влияние клиновидности пластинки на результат измерения можно, измеряя мощность отраженного или проходящего пучков с помощью фотоприемника, который последовательно устанавливается на разных расстояниях от исследуемого образца. Если регистрируемая мощность не зависит от расстояния, роль клиновидности можно считать пренебрежимо малой. В противном случае необходимо применить другой фотоприемник, у которого больше размер фоточувствительной площадки. [c.124]

Коротко юкусный объектив — элемент НПВО (радиус 6 мм показатель преломления 2,4 фокусное расстояние 4 мм) имеет значительную расходимость пучка, не менее 30. Фактическая погрешность углового измерения может быть много большей. так как она определяется не одним, а многими факторами. Наиболее существенные факторы связаны с несимметричным распределением энергии в пучке. Источники дополнительных угловых погрешностей качество реального оптического изображения в фокальной плоскости элемента НПВО несовпадение изображения источника с фокальной плоскостью элемента НПВО как из-за неверной исходной установки, так и вследствие хроматизма положения элемента при сканировании спектра погрешность согласования угломерной шкалы приставки с фактическими углами падения и, наконец, чувствительность и точность изготовления самого угломерного механизма. Погрешность этого механизма можно легко довести до 3—5. Однако остальные источники привести к аналогичным погрешностям существенно труднее. [c.209]

Измерительный объем волоконного ЛДА занимает несколько кубических миллиметров и представляет собой тело вращения, которое прилегает к торцу зонда и вытянуто вдоль оптической оси системы. При этом боковая поверхность измерительного объема ограничена апертурой ВС, а дальняя граница определяется пороговой чувствительностью детектора, энергетическими характеристиками ВОД и оптическими характеристиками объекта измерений, а также средой, в которой проводятся измерения. Для уменьшения расходимости пучка и изменения конфигурации измерительного объема применяют микрообъективы. Поворот пучка по отношению к оси ВС осуществляется микропризмами, либо торец ВС шлифуется под углом, обеспечивающим полное внутреннее отражение пучка. [c.218]

Тепловая С. с. является одним из оси. эффектов в оптике атмосферы. Она ограничивает предельные возможности передачи большой энергии или мощности на большие расстояния с помощью волновых пучков. В то же время тепловая С. с. используется в нелинейной спектроскопии, в частности для измерения коэф. пог- лощения а, скорости движения среды о, коэф. теп- яопроводвости и на основе измерения зависимостей угл. расходимости вдд, угла самоотклонения воткл от этих параметров а, у, и и др. [c.409]

Вероятно, особо следует сказать еще об одном виде измерений, связанном с интенсивным развитием в последнее время многослойной рентгеновской оптики — об измерении коэффициента отражения и разрешающей способности диспергирующих элементов для мягкой и ультрамягкой рентгеновской области. Для измерения коэффициентов отражения многослойных систем должна быть обеспечена возможность установки углов падения в широком диапазоне скользящих углов — от 10° до практически нормального падения. Измерение разрешающей способности требует высокого спектрального разрешения монохроматора и достаточно малой угловой расходимости выходящего из монохроматора пучка. Если учесть, что параметры существующих сегодня многослойных систем, имеющих ширину на полувысоте кривой отражения, на /Са-линии С около 30, выходящий из монохроматора пучок должен иметь угловую расходимость не хуже единиц угловых минут. [c.41]

Рассмотрим аппаратуру для измерения рассеяния рентгеновского излучения. Естественно, что приборы, работающие в мягкой и ультрамягкой областях, оказываются существенно более сложными из-за необходимости обеспечения вакуума в приборе, чем в жесткой рентгеновской области. Несмотря на это, необходимость измерения во многих случаях характеристик рассеяния на рабочей длине волны зеркала привела к появлению установок, обеспечивающих возможность измерений при длинах волн до 11,3 нм [12, 26, 82]. На рис. 6.7 приведена схема прибора для измерения индикатрисы рассеяния [26]. Установки, как видно из рисунка, имеют большие линейные размеры для получения пучка с угловой расходимостью в десятки угловых секунд, что необходимо для исследования суперполированных поверхностей, имеющих параметр о до единиц ангстрем и большие корреляционные длины. Измерения проводятся на контрастной характеристической линии, выделяемой из спектра материала анода рентгеновской трубки 1. Щели 2 я 3 обеспечивают требуемую угловую расходимость падающего на образец пучка рентгеновского излучения. С помощью устройства перемещения 4 образец может быть выведен из рентгеновского пучка и тогда, перемещая детектор 6 с узкой щелью 8, записывается контур падающего пучка. Затем, вводя образец 5 и устанавливая его под заданным углом, детектором 6 с помощью механизма перемещения 7 производится запись индикатрисы рассеянного излучения. Подробное рассмотрение процедуры обработки экспериментальных индикатрис рассеяния для вычисления среднеквадратичной шероховатости и корреляционной длины [c.239]

Сходные закономерности имеют место и в общем случае пучок с любым начальным распределением поля, расширяясь на достаточном удалении от источника конечных размеров, приобретает сферичность волнового фронта — дифракционная компонента расходимости убьюает, геометрическая растет. Компенсация сферичности частично или полностью уничтожает геометрическую компоненту и уменьшает общую расходимость. Добавим еще, что волновой фронт может иметь определеннз-ю сферичность и непосредственно на выходе источника. В результате основанный на поиске минимума отношения djl прием измерений чаще всего приводит к большим систематическим ошибкам. [c.59]

На начальной стадии работ локатор был собран по схеме, показанной на рис. 6.1. Излучение лазерного передатчика на выходе второго каскада усиления 8 имело среднюю мощность около 1 кВт при ширине спектра всего 20 Гц за время измерения 50 мс. Такая высокая монохроматичность излучения передатчика была необходима для обеспечения эффективного когерентного (гетеродинного) детектирования отраженного от цели излучения. Лазерный пучок диаметром 4,5 см проходил через нутатор 7, расширялся стоявшим за ним телескопом 6 до диаметра 15 см и с помощью системы неподвижных зеркал 3 и поворотного зеркала 1 направлялся на цель. Расходимость зондирующего излучения не превышала 0,6. В качестве средства внешнего целеуказания для лазерного локатора использовался радиолокатор совместно с пассивным инфракрасным радиометром. Для облегчения поиска цели в поле ошибок целеуказания применялся телевизир 4. [c.229]

Экспериментальная проверка схемы была осуществлена при двух-nj KOBOM энергообмене излучения Аг -лазера (488 нм) на кристалле SBN. Обращенный пучок генерировался пассивным обращающим зеркалом на кристалле ВаТЮз (Лрс 14%). Оптические неоднородности SBN моделировались двумя травлеными стеклянными штастинками, помещенными соответственно на пути Е (0) и Е (/). Было показано, что расходимость усиленного пучка Е1 1) практически такая же, как и без искажающих пластинок. Небольшие остаточные искажения были связаны с пространственно неоднородными потерями на рассеяние и поглощение света в нелинейных кристаллах, которые являются необратимыми и вследствие этого не компенсируются. Количественные измерения показали, что усиление Е1 (/) падает с 20 до 10 раз при внесении искажений. Общая эффективность составляла т = 4 3,3 1,5 % для случаев отсутствия искажений, искажения только пучка накачки и обоих пучков соответственно. [c.236]

Рассмотрим теперь вопрос о том, как понимать шумовую температуру Те, измеренную описанным здесь способом, когда лазер усиливает сигнал источника, отличного от резонаторного лазера. Измеренная шумовая температура Те является показателем характеристик шума лазерного усилителя при обычных условиях работы только в том случае, если расходимость входного сигнала определяется дифракцией. Если найден радиус горловины Wi сфокусированного входного сигнала (т. е. сигнала, для которого известно распределение интенсивности поля резонатора) и ее местополо/г ение, то тогда можно приступить к оптимизации по схеме фиг. 9.1 (только теперь d — расстояние от линзы до горловины входного сигнального пучка). [c.478]

Структурная схема установки представлена на рис. 7.15. В ЛПМ Курс применяется плоский резонатор. Средняя мощность излучения в полезном пучке с расходимостью 4 мрад составляет 14-15 Вт. Пучок излучения диаметром 20 мм с помощью двух поворотных плоских зеркал 2 направляется на линзу 6. Линза фокусирует пучок ЛПМ в кювету ЛРК, в котором производится перестройка частоты в красную область (0,62-0,7 мкм). Вращающаяся кювета с рабочим раствором представляет собой две плоскопараллельные оптические пластины, укрепленные герметично в корпусе и разделенные зазором, в котором находится раствор красителя — активная лазерная среда. Ирисовая диафрагма 4 позволяет регулировать мощность излучения, а электромеханический затвор с плоским зеркалом 3 — перекрывать пучок излучения ЛПМ. Пучок излучения от ЛРК после поворота зеркалом 8 фокусируется линзой 9 на входной торец световода 10. С помощью световода излучение передается на биологический объект (например, на кожу) для проведения фотодинамической терапии. Измерение мощности излучения производится с помощью преобразователя мощности лазерного излучения ТИ-3 и милливольтметра М136 13 и 14). [c.199]

Рассмотрим системы интерферометров для измерения перемещений, которые отличаются характером спектра выходного сигнала. Прежде всего заметим, что флуктуации мощности излучения лазера, угла расходимости его пучка, дрейф нуля фотопреобразователей и усилителей фототока часто вызывают появление погрешностей и сбоев в фотоэлектронных системах, работающих на постоянном токе. Исследования показывают, что спектр указанных помех находится главным образом в области инфранизких частот, поэтому их влияние можно значительно ослабить при переносе спектра интерференционных сигналов в более высокочастотную область и усилении сигналов на переменном токе. Сдвиг спектра чаще всего осуществляется путем фазовой модуляции интерференционных сигналов. [c.191]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...