Т. 325, № 2 : Математика, физика и механика

Интерференционные измерения динамики температуры в твердотельных акустооптических модуляторах

Актуальность работы обусловлена необходимостью эффективного использования твердотельных акустооптических модуляторов в широком диапазоне технических устройств, таких как дефлекторы, устройства смещения частоты и развертки, делители оптических пучков, лазерные доплеровские анемометры и многих других. Цель работы: изучение температурной динамики твердотельных акустооптических модуляторов бесконтактными оптическими методами. Обоснование использования коммутационных режимов работы акустооптических модуляторов в технических устройствах. Определение диапазона применимости и возможных погрешностей при эксплуатации. Методы исследования: измерение сдвига фазы световой волны, обусловленного тепловым изменением оптической плотности и геометрических параметров рабочей области твердотельного акустооптического модулятора. Оценка интегрального изменения температуры в зависимости от времени и положения зондирующего пучка в звукопроводе. Реализуется двухлучевая схема интерферометра. Излучение гелий-неонового лазера с длиной волны λ=632,8 нм мощностью 0,5 мВт разбивается на два пучка светоделительным кубиком. В один из пучков помещается акустооптический модулятор. Сдвиг фаз, вызванный изменением оптической плотности и геометрических параметров исследуемого объекта, фиксируется по смещению интерференционных полос. Методы анализа изображений, интерферометрии, фотометрии, акустооптики, материаловедения, когерентной оптики, лазерной физики. Результаты: измерен сдвиг фазы световой волны, обусловленный изменением оптической плотности и толщины объекта. Проведена оценка интегрального изменения температуры в зависимости от времени и положения зондирующего пучка в звукопроводе твердотельного акустооптического модулятора. Определено время выхода устройства на стационарный режим. Результаты исследования показали, что максимальная величина погрешности измерения скорости потоков с низкой частотой следования светорассеивающих трассеров при использовании коммутационного режима работы твердотельного модулятора в лазерных доплеровских анемометрах будет равняться 0,5 %. Повышение точности может быть достигнуто путем применения корректирующих алгоритмов.

Ключевые слова:

электронный ресурс, твердотельные модуляторы, акустооптические модуляторы, интерферометрия, дифракция, акустические волны, температурные градиенты, лазерные доплеровские анемометры, ультразвук, коммутации, стационарный режим, стационарные режимы, оптическая плотность, температурные расширения, сдвиги, фазы,

Авторы:

Белоусов Андрей Петрович

Белоусов Петр Яковлевич

Борыняк Леонид Александрович

Скачать PDF