Kako procijeniti kvalitetu laserske zrake? (1. dio)

Kvaliteta laserske zrakeje važan tehnički pokazatelj lasera, a karakteristike lasera ocjenjuju se s kvalitativnog aspekta. Međutim, dugo vremena nije postojala točna definicija kvalitete snopa, niti je uspostavljena standardna metoda mjerenja, što je donijelo neugodnosti znanstvenom istraživanju i primjeni.

Godine 1988. AE Seigman predstavio je bezdimenzionalni parametar faktora kvalitete zrake, koji je kvalitetu laserske zrake opisao na znanstveniji i razumniji način, a usvojen je nacrtom standarda ISO/TC172/SC9/WG1 1991. Istraživanje i mjerenje kvalitete laserske zrake Faktor je također postao žarište istraživanja posljednjih godina.

Metode koje se obično koriste za procjenu kvalitete zrake su:

Višestruki faktori izvornog ograničenja difrakcije, Streierov omjer, omjer opsega i energije, faktor M2 ili njegov recipročni faktor K (faktor prijenosa zrake), definicija različite kvalitete zrake odgovara različitim svrhama primjene, odražavajući naglasak kvalitete zrake također je različit. Kvalitetu grede treba procijeniti prema specifičnoj namjeni primjene.

Kvaliteta zrake je važan način za procjenu karakteristika lasera u smislu kvalitete, koja igra važnu ulogu u dizajnu, proizvodnji, otkrivanju i primjeni lasera. Od velike je važnosti raspraviti kako usavršiti univerzalnost faktora kvalitete snopa, analizirati čimbenike koji utječu na kvalitetu snopa i kontrolirati ih.

Za analizu točnosti dalekometnog laserskog mjerenja udaljenosti i laserske altimetrije, mjerenje kvalitete zrake je važna karika, posebno raspodjele energije zrake i veličine kuta divergencije i širine zrake, utjecaj na odjek dometa je očitiji , a faktor kvalitete laserske zrake može odražavati kvalitetu lasera za mjerenje udaljenosti i poboljšati točnost mjerenja.

1. Izvorna difrakcija ograničava više čimbenika

Izvorni granični višestruki faktor difrakcije definiran je kao omjer kuta divergencije dalekog polja izmjerene stvarne zrake i kuta divergencije dalekog polja idealne zrake, a njegov izraz je =θ/θ{{3 }} (1)

Kut emisije dalekog polja θ određen je asimptotskom formulom θ=limz→∞/w(z)z, a w(z) je širina svjetlosne točke, a z je odgovarajući položaj svjetlosti mjesto. U slučaju da su paraksijalna aproksimacija i difrakcija otvora zanemarivi, širina snopa w(z) u slobodnom prostoru zadovoljava sljedeću jednadžbu prijenosa:

w2(z)=w20} plus (M2)2 (λ/(πw0))2 (Z-Z0)2 (2)

Gdje je z{{0}} mjesto struka w0. Za idealnu Gaussovu zraku, širina točke w(z) definirana je širinom pri maksimalnoj vrijednosti intenziteta svjetlosti 1/e2, a definirana veličina točke sadrži 86,5 posto ukupne snage Gaussove zrake .

Izvorni granični faktor difrakcije uglavnom je prikladan za procjenu laserske zrake koja je upravo emitirana iz laserskog rezonatora i može razumno procijeniti kvalitetu zrake u blizini polja. To je statički indeks performansi koji opisuje kvalitetu zrake laserskog sustava i ne uzima u obzir učinke atmosferskog raspršenja, turbulencije i toplinskog haloa na laser.

U oružanom sustavu za lasersku protumjeru, L je uglavnom određen L laserskog oružanog sustava koji izlazi iz snopa i d snopa kroz smjer snopa

2= 2L plus 2D (3)

Osigurava osnovu za procjenu kvalitete zrake visokoenergetskih laserskih oružanih sustava.

Mjerenje vrijednosti ovisi o točnom mjerenju kuta divergencije dalekog polja, zbog čimbenika samog lasera i utjecaja mnogih čimbenika u procesu prijenosa laserske zrake, tako da distribucija intenziteta dalekog -poljski snop sadrži više komponenata prostorne frekvencije visokog reda, intenzitet lasera je prigušen korištenjem CCD-a za mjerenje širine mrlje, teško je detektirati komponentu višeg reda mrlje, relativna raspodjela prostornog intenziteta je vrlo dobro Teško je reflektirati komponentu višeg reda mrlje, a dobivena vrijednost ne može stvarno odražavati gubitak energije uzrokovan disperzijom višeg reda. Zahtjevi za točnim mjerenjem za sustav detekcije su visoki i nije prikladan za procjenu snopa koji se prenosi na velike udaljenosti.

2. Omjer prstenaste energije

Omjer prstenaste energije, poznat i kao omjer snage ciljne površine (ili cijevi), definiran je kao korijen omjera idealne prstenaste energije (ili snage) svjetlosne točke unutar specificirane veličine prema stvarnoj prstenastoj energiji (ili snaga) svjetlosne točke unutar iste veličine. Njegov izraz je

BQ=P Idealni P izmjeren

Ili BQ=EE pravi idealan test (4)

Vrijednost BQ koristi se za procjenu kvalitete zrake dalekog polja za aplikacije isporuke energije i spajanja, u kombinaciji s koncentracijom energije zrake na meti.

Razlika između BQ vrijednosti i vrijednosti je u tome što sadrži atmosferske čimbenike i to je sveobuhvatan indeks za opisivanje kvalitete zrake iz perspektive inženjerske primjene i učinka oštećenja te dinamički indeks laserskih oružanih sustava na koje utječe atmosfera. BQ vrijednost izravno je povezana s kvalitetom snopa i gustoćom snage, što je odraz koncentracije energije, i ima vrlo praktičan značaj za proučavanje energetskog sprezanja i učinka oštećenja između lasera visokog intenziteta i mete.

Opis prostorne raspodjele intenziteta svjetlosti u jednoj cijevi je nedostatan, a izbor idealnog snopa mora biti jasno definiran. Iz perspektive inženjerske primjene, čvrsti ravni val veličine glavnog zrcala sustava za lansiranje laserskog oružja odabran je kao idealna zraka relativno jednostavnom i praktičnom metodom.

Za lasersko oružje za "teško uništavanje", standardna veličina trebala bi biti što manja, zahtijevajući veću vršnu gustoću snage, standardna veličina prema glavnom promjeru glavnog zrcala lansirnog sustava D koja odgovara graničnoj veličini difrakcije je prikladnija , sadrži 84 posto ukupne energije koju emitira sustav, za "soft kill" lasersko oružje, zahtijeva veći udio energije u dometu ciljne površine, veću prosječnu gustoću snage Veličina specifikacije može se odabrati kao veličina uništenja cilj.

BQ vrijednost često se mjeri različitim metodama mjerenja energije ograničene rupe i sustavima detekcije koji mogu mjeriti apsolutnu distribuciju energije u prostoru, zahtijevajući detektor jakog svjetlosnog niza ili instrument s ciljnim diskom koji može izravno primiti visokoenergetski laser.

Često se koristi za procjenu kvalitete intenzivnih laserskih zraka, ali budući da laseri velike snage, kao što su vodikov fluorid (HF), deuterijev fluorid (DF) i kisik-jodni kemijski laseri (COIL), općenito usvajaju nestabilnu struktura šupljine, izlazna zraka nije Gaussova zraka, postoje neke nesigurnosti u mjerenju kvalitete laserske zrake koju generiraju laseri s nestabilnom šupljinom.

Kontakt podaci:

Ako imate bilo kakvih ideja, slobodno nam se obratite. Bez obzira gdje su naši kupci i kakvi su naši zahtjevi, slijedit ćemo naš cilj da svojim kupcima pružimo visoku kvalitetu, niske cijene i najbolju uslugu.