Диагностика оптического излучения

Диагностика оптического излучения [c.96]

Излучению (поглощению) газов посвящена обширная литература. Развитие астрофизики, ракетной техники, теплотехники, гидродинамики и т. д. потребовало создания новых теоретических и экспериментальных методов расчета оптических параметров газообразных сред. Особенно интенсивно развиваются проблемы теплообмена в газах за последние годы, в связи с изучением высокотемпературной и низкотемпературной плазмы, а также лучистого теплообмена при движении тел в плотных слоях атмосферы. Необходимость диагностики оптических параметров среды, определения количественного и качественного ее состава, измерение температур и концентраций заряженных частиц резко увеличило интерес к прикладной спектроскопии, которая стала неотъемлемой частью современного количественного и качественного анализа. [c.227]

Широкое применение для измерения температуры и плотности потока нагретого газа находят методы спектрально-оптической диагностики. При этом информацию о состоянии газа можно получить, исследуя характеристики его излучения (поглощения) интенсивность излучения и длину волны линий, ширину и форму контура линий, зависимость интенсивности непрерывного излучения от длины волны и т. д. Перед применением того или иного метода измерения необходимо предварительно исследовать спектральные характеристики потока. Лишь после этого можно выбрать определенный оптический метод определения температуры, который обеспечивает достаточную точность измерения. [c.322]

Оптические квантовые генераторы (ОКГ) обладают очень высокой спектральной мощностью излучения, так что эффективные температуры их излучения составляют 10 — 10 - К, что в 10 —10 раз превышает эффективную температуру Солнца. Высокая когерентность и острая направленность излучения ОКГ дают возможность эффективного их использования для связи, получения высоких температур в малых объемах, для оптической диагностики газовых потоков и т. д. Данные по лазерным переходам и другим характеристикам в нейтральных, ионизированных и молекулярных газах в кристаллах, в лазерах на основе стекол, на полупроводниках, в жидкостях и в химических красителях представлены в [5] и в табл. 6.16. [c.231]

При взаимодействии излучения с твердым телом происходят изменения интенсивности, поляризации, углового и спектрального состава света. Регистрация этих изменений лежит в основе диагностических методов, позволяющих определять оптические параметры, состав и структуру материалов. Наиболее информативными и распространенными методами диагностики твердых тел являются спектрометрия пропускания-отражения, эллипсометрия отражения, спектрометрия рассеяния и фотолюминесценции, нелинейно-оптическая спектрометрия. Информативность метода связана с его чувствительностью к изменениям регистрируемого параметра. [c.69]

С другой стороны, особенности ультразвукового излучения привели к широкому использованию ультразвука в самых ра.ию-образных областях народного хозяйства в гидролокации, в дефектоскопии различных материалов и конструкций, в медицине — как в целях диагностики, так и воздействия на разные органы человеческого тела, для ускорения или стимулирования различных технологических процессов, в электронных и оптических устройствах и многих других. Все эти применения основаны на исследованиях физических процессов, происходящих в ультразвуковых полях в тех или иных средах. Результаты таких исследований, относящихся как к чисто научным проблемам, так и к задачам прикладного ха- [c.3]

В зависимости от способа получения информации различают также контактные и бесконтактные способы. В процессе технической диагностики чаще всего применяют бесконтактные способы, обладающие высокой оперативностью и минимальной трудоемкостью. Информация, получаемая бесконтактными тепловыми методами контроля, переносится оптическими электромагнитными излучениями в инфракрасной области. Интенсивность и частота инфракрасного излучения определяется энергией колебательного и вращательного движения молекул и атомов объекта и зависит от его температуры. Основным способом генерирования инфракрасного излучения является нагрев объекта, поэтому это излучение чаще называют тепловым. [c.136]

Оптические устройства и приборы, основанные на совместном использовании явлений интерференции и поляризации, широко применяются в технике физического эксперимента для монохроматизации излучения и для различных исследований и измерений. Использование поляризационных свойств света позволяет значительно повысить точность интерференционных измерений, а также создать перестраиваемые по длинам волн фильтры, выделяющие весьма узкие спектральные диапазоны и обладающие большой светосилой. Приборы и установки, построенные на базе поляризационных явлений, широко используются для диагностики кристаллов и для количественного исследования напряжений в деталях и конструкциях. [c.234]

Для решения указанных задач выпускаются компараторы, использующие одновременно видимый, инфракрасный и ультрафиолетовый диапазоны излучения, рентгеновские флюороскопы, магнитные и электромагнитные металлоискатели, лазерные и рентгенотелевизионные установки, тепловизоры, оптические досмотровые щупы, многоканальные миноискатели, использующие различные физические методы исследования, и многие другие приборы. В перспективе номенклатура средств антитеррористической диагностики должна развиваться очень быстрыми темпами и совершенствоваться. [c.8]

В соответствии со сказанным книга содержит четыре главы. В главе I сгруппированы вопросы, относящиеся к проблеме генерации мощного лазерного излучения. В главе П рассматриваются общие вопросы поведения различных типов вещества в поле мощного лазерного излучения, включая лазерный нагрев однородной и неоднородной плазмы, механическое действие лазерного излучения на свободные заряды и твердые тела, резонансные и нерезонансные воздействия лазерного излучения на конденсированные среды, тепловое воздействие лазерного излучения. В шаве III затрагиваются основные проблемы нелинейной оптики под углом зрения описания поведения и взаимодействия световых волн в нелинейных средах и самовоздействия лазерных пучков и импульсов. В главе IV содержится сжатое изложение основных принципов диагностики вещества методами нелинейной лазерной спектроскопии. В дополнении приведено соотношение между классическим и квантовым описаниями резонансных процессов в лазере, дана методика определения свойств пространственной симметрии тензоров нелинейных оптических восприимчивостей. [c.7]

Вероятно, еще более значительными и нетривиальными окажутся возможности использования описанных явлений в КВЧ-диагностике, позволяющей упрощать решение некоторых трудных для традиционной диагностики проблем [164]. КВЧ-диагностика [60] основана на определении излучения клеток организма в КВЧ-диапазоне при наличии нарушений его функционирования. Но определить наличие излучений в УФ- и оптическом диапазонах можно с помощью фотоэлектронных умножителей, [59] проще, чем в КВЧ-диапазоне. А по этим последним излучениям уже можно составить представление о связанных с ними излучениях тех же клеток в КВЧ-диапазоне. Во всяком случае, проведение исследо ваний в этом направлении представляется целесообразным. [c.157]

Можно пользоваться лучом и для диагностики, для выявления пораженных участков зуба. Автор брошюры знаком с несколькими врачами, усиленно изучающими эту проблему. Здоровые участки зуба для видимого лазерного излучения совершенно прозрачны, больные — рассеивают его. Все это видно на глаз и тем более с помощью оптической аппаратуры. [c.63]

Эти методы основаны на использовании в качестве термометрического свойства изменения характеристик оптического излучения (амплитуда, частота, фаза, поляризагдая) после его взаимодействия с объектом контроля. Методы особенно эффективны для измерения температуры газообразных и жидких сред в объектах новой техники (исследование процессов горения в реактивных двигателях, топках мощньк тегиговых стангшй, диагностика плазмы, анализ активных элементов мощных лазеров, изучение взрывных процессов, дистанционное зондирование атмосферы и т. д.). [c.93]

Известные томографические системы, в том числе использующие оптическое излучение в качестве зондирующего, построены на последовательном выполнении обоих этапов томографического анализа объектов они требуют регистрации прошедшего или эмиссионного излучения и последующей его обработки в процессоре. Подобное двухэтапное восстановление снижает ценность получаемой информации, так как возникает разрыв во времени между регистрацией проекций и визуализацией требуемого изображения. Это особенно существенно сказывается при анализе быст-ропротекающих процессов. Так, при диагностике плазмы на эмиссионном томографе регистрируется до 1000 наборов проекций ежесекундно, причем это число может быть увеличено при использовании более высокоскоростных регистраторов, а время полной обработки одного кадра на ЭВМ (с учетом ввода и коррекции [c.3]

Представляет интерес использование томографических методов, позволяющих получать значения искомой величины в сечении исследуемого объема для решения задач диагностики сред и оптического излучения. В рассмотренных ранее схемах при томографическом анализе объект зондировался коллимированным пучком с различных направлений и регистрировалась прошедшая часть излучения. Эти данные служили исходными для последующей обработки, заключающейся в решении обратной задачи, которая описывается интегральным уравнением Радона. Такие многоракурсные схемы использовались для измерения локальных значений коэффициента поглощения (см. 3.3) внутри исследуемого объекта. В них регистрировалось и обрабатывалось лишь прошедшее излучение рассеянным же светом либо пренебрегали, либо его отфильтровывали. [c.91]

Часто используют пассивные методы диагностики — наблюдение спектра излучения П. (единств, метод в астрономии), вывод быстрых нейтральных атомов, образовавшихся в результате перезарядки ионов в П., измерение уровня радиошумов. Плотную П. изучают с помощью сверхскоростной киносъёмки (веек. млн. кадров в с) и развёртки оптической. В исследованиях по УТС регистрируются также рентг. спектр тормозного излучения и нейтронное излучение дейтериевой П. (см. также Диагностика плазмы). [c.600]

При попытках повышения энергетической эффективности рассмотренных выше схем ГЛОН встает проблема, связанная с необходимостью увеличения плотности энергии накачки в их рабочем объеме. Увеличение плотности энергии накачки, определяющее увеличение плотности энергии генерации, приводит к ограничениям возможностей ОСН, прежде всего с отверстиями связи (PIR-лазеры). При прохождении большой плотности энергии через малые (единицы мм) отверстия неизбежен пробой активной среды ГЛОН, что ведет к снижению эффективности накачки. Одним из решений этой проблемы — ОСН, подобные схеме, использованной в ГЛОН на рис. 3.12. Однако и для таких лазерных систем увеличение плотности энергии накачки ставит свои проблемы. В таких схемах необходимо иметь дифракционные решетки, /Зеркала (отражающие и пропускающие) и другие оптические элементы, способные выдержать увеличение плотности энергии накачки. И здесь задача разработки ГЛОН (особенно импульсных) с высокой энергетической эффективностью (например, для диагностики плазмы, атмосферы) будут неразрывно связаны с задачами исследования лучевой прочности дифракционных решеток, металлических и диэлектрических зеркал под действием излучения Og-лазера. [c.144]

Удивительные особенности лазерного излучения — огромная интенсивность света, исключительно высокая монохроматичность и направленность излучения — открыли поистине безграничные возможности для практических применений лазеров во многих отраслях науки и техники. Новые технологические процессы прецизионной обработки материалов, создание оптических линий связи, точное определение расстояний, создание оптоэлектронных систем для обработки информации и вычислительной техники, диагностика плазмы, нагрев плазмы до термоядерных температур, хирургические операции и др. — вот далеко не полный перечень задач, которые решаются с помопхью лазеров. [c.5]

К указанным методам, которые уже находятся в различных стадиях технической реализации, относятся дистанционный анализ атомного состава вещества аэрозолей и некоторых метеопараметров на основе собственного электромагнитного и акустического излучения плазмы низкопорогового оптического пробоя приземной атмосферы диагностика спектров размеров частиц водного аэрозоля по эффекту нелинейного комбинационного рассеяния излучения на собственных частотах резонансных колебаний формы частиц, возбуждаемых импульсно-периодическим лазерным излучением высокочувствительный гомодинный (гетеродинный) прием слабых ИК-сигналов и газоанализ малых атмосферных примесей с использованием эффектов нелинейного взаимодействия опорного и отраженного излучений в резонаторе лазера. [c.234]

При взаимодействии светового пучка с твердым телом изменяются параметры пучка (интенсивность, поляризация, частотный и угловой спектры и т. д.). Степень изменения каждого из этих параметров определяется свойствами как твердого тела, так и пучка, а также условиями взаимодействия. Изменение температуры твердого тела сопровождается изменением амплитуды колебаний атомов в узлах решетки и, вследствие этого, изменением межатомных расстояний, что приводит к температурной зависимости оптических параметров. Известны температурные зависимости ширины запреш енной зоны полупроводниковых и диэлектрических кристаллов, действительной и мнимой частей комплексного показателя преломления, концентрации и подвижности свободных носителей заряда, плотности фононов для каждой разрешенной моды колебаний решетки [1.41, 1.42]. Выбор характеристик пучка, условий взаимодействия пучка с объектом, а также условий регистрации сигнала позволяет проводить измерение многих температурно-зависимых параметров твердого тела. Оптическая термометрия включает последовательность преобразований в соответствии с температурой устанавливается значение физического параметра, проводится его измерение оптическим методом, затем на основе известных соотношений между температурой, физическим параметром и регистрируемым оптическим сигналом определяется температура. Эта последовательность предполагает использование внешнего зондируюш его излучения, т. е. диагностика является активной. [c.19]

Нелинейные оптические эффекты при взаимодействии излучения с веществом связаны с тем, что под действием мощной электромагнитной волны в веществе создаются наведенные ангармонические осцилляторы, при этом возникают новые спектральные компоненты с кратными или комбинационными частотами [4.40]. Известны нелинейное (многофотонное) поглощение света, нелинейное отражение и ряд других явлений. Для нелинейно-оптических методов диагностики твердого тела типично высокое быстродействие характерные длительности импульсов при возбуждении нелинейного отклика лежат в фемто- и пикосекундном диапазонах. Из-за сложности и больших размеров установок для наблюдения нелинейных эффектов эта область оптики пока мало применяется для термометрии твердого тела. [c.106]

Переходное излучение нерелятивистских протонов экспериментально исследовалось Зреловым и Ружичкой [75.20]. Аналогичные исследования для релятивистски частиц проведены в США группой Юаня [67.9, 68.7]. Оптическое переходное излучение релятивистских электронов исследовалось экспериментально и использовалось для диагностики пучка ускоренных частиц во Франции группой Вартского [73.20, 73.21, 75.21, 75.22]. [c.21]

Если говорить о взаимодействии лазерного излучения с плазмой в широком смысле этого термина, то речь должна идти об очень широком круге вопросов. Это, во-первых, различные процессы, приводящие к образованию плазмы в газах, жидкостях и прозрачных телах,— оптический пробой газов (лекция 16), опти-ко-акустпческий зффект (лекция 17), оптический пробой про-зрачны. диэлектриков (лекции 18). Во-вторых, это различные лазерные методы диагностики плазмы, теневое фотографирование, интерферометрия, голография, томсоновское рассеяние, спектроскопия (о некоторых из этих методов речь шла в лекции 21). В-третьих, это различные источники плазмы и мотоды поддержания и распространения разрядов [1]. Наконец, это проблема нагревания плазмы и, в первую очередь, ее термоядерный аспект. [c.260]

Видеокомпараторные системы относятся к классу поисковых технических средств, основанных на методах интроскопии и неразрушающего контроля и предназначены для диагностики поверхности диэлектрических материалов. Основа метода - оптический контроль в отраженном и проходящем излучении фиксированного диапазона широкого спектра электромагнитного излучения. [c.649]

Учебное руководство Физика мощного лазерного излучения существенно отличается от имеющихся учебников и учебной литературы по физике лазеров и квантовой электронике. В нем впервые в отечественной и переводной учебной литературе с единых позиций рассматривается весь круг проблем физики высокоинтенсивного электромагнитного излучеш я, включая вопросы генерации мощного лазерного излучения, вопросы поведения вещества под действием интенсивного светового поля, в том числе и проблемы передачи энергии и импульса от поля к веществу, а также задачи нелинейных взаимодействий и самовоздействий мощных лазерных пучков и импульсов в оптических средах, физические основы диагностики вещества методами лазерной спектроскопии. [c.7]

Спектральная селективность. Нелинейноюптические методы диагностики вещества можно разделить на две больших группы с точки зрения их спектральной селективности. Первая группа основана на регистрации нерезонансного нелинейно-оптического отклика вещества, описываемого соответствующими нерезонансными нелинейными восприимчивостями. К этой группе относятся методы, использующие процессы генерации 2-й и 3-й гармоник и трех-четырехволнового смещения в нерезонансных условиях. Однако и здесь имеется возможность регистрации нелинейного оптического отклика вещества в различных спектральных диапазонах при использовании для зондирования волн различных частот (например, гармоник задающего лазера или излучения перестраиваемых лазеров). [c.227]

Электронно-оптические методы позволяют решить задачи дистанционной диагностики трубопроводов, основываясь на обнаружении температурных контрастов, возникающих в местах нарушения теплоизоляции при дросселировании и других эффектах, сопровождающих истечёние газа. Исследование температурных контрастов наиболее целесообразно проводить в диапазоне дальнего инфракрасного излучения. До недавнего времени единственными приемниками этого излучения были глубоко охлаждаемые (минимум до температуры жидкого азота) полупроводниковые сплавы. [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...