Внутрилазерный прием оптического излучения и разработка двухканального лазерного интерферометра на его основе

  • автор:
  • специальность ВАК РФ: 01.04.21
  • научная степень: Кандидатская
  • год, место защиты: 2000, Москва
  • количество страниц: 122 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • стоимость: 240,00 руб.
  • нашли дешевле: сделаем скидку
  • формат: PDF + TXT (текстовый слой)
pdftxt

действует скидка от количества
2 диссертации по 223 руб.
3, 4 диссертации по 216 руб.
5, 6 диссертаций по 204 руб.
7 и более диссертаций по 192 руб.
Титульный лист Внутрилазерный прием оптического излучения и разработка двухканального лазерного интерферометра на его основе
Оглавление Внутрилазерный прием оптического излучения и разработка двухканального лазерного интерферометра на его основе
Содержание Внутрилазерный прием оптического излучения и разработка двухканального лазерного интерферометра на его основе
Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления
ГЛАВА 1 Анализ методов регистрации слабого отраженного или рассеянного лазерного излучения
1.1 Прямое фотодетектирование
1.2 Оптический квантовый усилитель
1.3 Лазерное гетеродинирование
1.4 Внутрилазерный прием
1.5 Выводы
ГЛАВА 2 Характеристики одномодовых и двухмодовых лазеров при
внутрилазерном приеме излучения
2.1 Теоретическое исследование характеристик одномодовых лазеров-приемников
2.1.1 Генерация одномодового лазера
2.1.2 Воздействие внешнего излучения на одномодовый лазер
2.2 Экспериментальное исследование реакции мощности одномодовых
лазеров
2.2.1 Исследование амплитуды модуляции мощности одномодового лазера от мощности регистрируемого излучения и средней мощности генерации лазера-приемника
2.2.2 Исследование амплитудно-частотных характеристик лазера со слабой инерционностью активной среды
2.2.3 Исследование амплитудно-частотных характеристик лазера с сильной инерционностью активной среды
2.3 Теоретическое исследование характеристик двухмодовых лазеров-приемников
2.4 Экспериментальное исследование характеристик двухмодовых
лазеров-приемников
2.4.1 Исследование зависимости амплитуды модуляции мощности двухмодового лазера-приемника от относительной мощности генерации регистрируемой моды
2.4.2 Экспериментальное исследование зависимости амплитуды модуляции мощности двухмодового лазера от фактора межмодовой связи
2.4.3 Исследование амплитудно-частотных характеристик двухмодового лазера с генерацией на ортогональных модах с линейными поляризациями при инжекции внешнего излучения
2.4.4 Экспериментальное исследование амплитудно-частотных характеристик двухмодового лазера с генерацией на ортогональных модах с круговыми поляризациями при инжекции внешнего излучения
2.5 Выводы

ГЛАВА 3. Внутрилазерный прием отраженного излучения с нарушенной пространственной когерентностью
3.1 Пространственная когерентность и интенсивность отраженного лазерного излучения
3.2. Эффективность приема отраженного лазерного излучения
3.2.1 Взаимная интенсивность отраженного излучения при приеме большего числа пятен когерентности. Эффективность приема на ОКУ
3.2.2 Взаимная интенсивность отраженного излучения при приеме малого числа пятен когерентности
3.2.3 Расчет гетеродинного сигнала при приеме частично когерентного излучения
3.2.4 Оптимизация параметров согласующих приемопередающих оптических устройств
3.2.5 Экспериментальное исследование эффективности внутрилазерного приема при использовании приемопередающего телескопа
3.3 Выводы
ГЛАВА 4 Квадратурный интерферометр на основе внутрилазерного
приема отраженного излучения
4.1 Краткий обзор и анализ лазерных интерферометрических методов
4.2 Разработка квадратурного интерферометра с использованием двухчастотного лазера с перекрестным взаимодействием мод
4.2.1 Теоретический анализ характеристик двухмодового лазера при перекрестном приеме собственного отраженного излучения
4.2.2 Формирование измерительных сигналов интерферометра
4.2.3 Экспериментальное исследование характеристик интерферометра
4.2.4 Принципиальная схема интерферометра
4.3 Интерферометрические исследования плазмы эрозионного
капиллярного разряда
4.3.1. Оптические свойства плазмы
4.3.2. Эрозионный капиллярный разряд в воздухе
4.3.3. Интерферометрические исследования эрозионного капиллярного разряда
4.4. Выводы

Заключение
Литература

Лазеры, обладая высокой спектральной интенсивностью, исключительно высокой монохроматичностью и направленностью излучения, вот уже более 30 лет являются основным инструментом в оптических информационных, измерительных и диагностических приложениях. Лазеры используются для прецизионного контроля перемещений, в интерферометрии, дальнометрии и локации, в оптических линиях связи и для оптической обработки информации. Использование лазеров в спектроскопии и газоанализе позволило достичь чувствительности и спектрального разрешения, не доступных традиционным методам. При использовании для измерений показателя преломления, вызванного изменениями свойств среды, лазерные интерферометры служат эффективным инструментом в различных химических и физических исследованиях, в качестве средств контроля за состоянием среды в разнообразных технологических процессах. Ярким примером такого рода измерений является применение лазерных интерферометрических методов для диагностики плазмы.
Достоинствами лазерных методов измерения и диагностики являются бесконтактность, дистанционность, высокая чувствительность и точность измерений. Пространственное разрешение измерений может быть доведено до величины порядка длины волны зондирующего излучения.
В большинстве задач дистанционных лазерных измерений и диагностики существует проблема приема и демодуляции слабого излучения при его распространении в поглощающих средах или после отражения от удаленных искусственных или естественных объектов. В этих условиях чувствительность и точность измерений определяется характеристиками используемой фотоприемной системы. В лазерных измерительных системах традиционно используют три основных метода:
• Метод прямой фоторегистрации;
•Гетеродинный прием. Принимаемый оптический сигнал смешивается с сигналом местного генератора (гетеродина), отличающимся по частоте, и возникающие биения усиливаются и демодулируются известными радиотехническими методами;
• Гомодинный прием. Принимаемый оптический сигнал смешивается с излучением местного гетеродина с той же частотой и фазой.
Обзор публикаций, посвященных приему слабого отраженного или рассеянного лазерного излучения, и сравнительный анализ чувствительности и функциональных возможностей методов его регистрации приводится в главе 1 настоящей дисертации. В результате показано, что весьма перспективным методом приема слабого оптического излучения является метод внутрилазерного приема. В этом случае информация содержится в изменении параметров генерации лазера при попадании в его резонатор регистрируемого излучения. Внутрилазерный прием обладает всеми достоинствами традиционного лазерного гетеродинирования, но при этом обеспечивает существенно более высокую чувствительность. Кроме того,

Отсюда видно, что при £ = Л £2—— = Г»£ амплитуда осцилляций

интенсивности становится равной ао - величине, характеризующей осцилляции в Не-Пе лазере. Следовательно, величину Г можно считать полосой реакции и для С02-лазера, Однако, для него реакция в этой полосе существенно сильнее, нежели у Не-Ле лазера. Рассчитанные амплитудно-частотные характеристики лазеров двух типов представлены на рис. 2.1.
Рис.2.1 Амплитудно-частотные характеристики лазеров с безинерционной (1) и инерционной (2) активной средой (Д£2=3-107 Гц, уа= З-Ю3 Гц, До=2).
При вычислении мгновенной частоты нетрудно показать, что осцилляции инверсии среды даже в резонансе дают вклад по отношению к
правой части в (2.1.2.2в) порядка ю ю<> АНо—I Поскольку Д£2«уаЬ, при
Г Т аЬ По
центральной настройке лазеров £~2(ш-ю0) этот вклад пренебрежимо мал. Для основной области разностных частот: £-£рез » уаТ10 можно считать:
р = р1——У-8т(й-2к£) (2.1.2.4а)

ф(1 + —) = —рД£2* ап(й - 2к£) (2.1.2.46)
УаЬ
В отличие от Не-Ие лазера осцилляции интенсивности и частоты С02-л аз ера синфазны друг другу.
Выражения (2.1.2.4) для двух лазеров, каждый из которых выступает в роли и излучателя и приемника, отличаются знаком £ Пренебрегая

Вы всегда можете написать нам и мы предоставим оригиналы страниц диссертации для ознакомления

Рекомендуемые диссертации данного раздела