SU1455842A1 - Способ дистанционного измерени диаметра лазерного пучка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  радиуса пучка лазерного излучени . Цель изобретени  - упрощение измерений и повышение их точности. Лазерный квазипараллельный пучок модулируют по интенсивности и посылают в поглощающую среду. Регистрируют возникающий при поглощении излучени  звук. Измен   частоту модул ции, наход т ее значение, при котором интенсивность звука максимальна. По найденному значению частоты модул ции суд т о радиусе пучка излучени . 1 ил.

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  поперечных размеров пучков лазерного излучени .

Цель изобретени  - упрощение и повьпаение точности измерений.

На чертеже показана блок-схема устройства дл  осуществлени  способа

Устройство содержит лазер 1, мо дул тор 2 лазерного излучени , частотомер 3, акустическую антенну 4, акустический приемник 5, перестраиваемый фильтр 6, измеритель 7 интенсивности звука.

Способ осуществл етс  следук цим образом., .

Излучение лазера с помощью модул тора 2 модулируют во времени по закону (l+K coscot), где |К| Jj К - амплитуда модул ции} со - частота модул ции. При прохождении излучени  через поглощающую среду излучение по- , .i

глощаетс  в ней. Периодический нагрев среды приводит к генерации звука с I частотой Ы , который улавливают акустической антенной 4, преобразуют, приемником 5 в электрический сигнал с частотой со , который после прохождени  фильтра 6 измер ют измерителем 7. .

Измен   частоту GD модул ции, на- ход т то ее значение, при котором значение интенсганости звука, измеренное измерителем- 7, имеет максимальное значение, - ... I

Амплитуда звука, принимаема  антенной 4, определ етс  суперпозицией волн, исход щих от точечных источников звука, расположенных в области, занимаемой пучком излучени , и приход щих в место расположени  антенны 4 с фазами, завис щими от их рассто ни  до антенны 4.

(Л

СП

ел

hd

.1455842

Дл  осесимметричных квазипарал- звукового дапле и  в точке М измгролельньЕх лазернък пучков амплитуда Р

ИНН определ етс  как

ИНН определ етс  как

Р(М)

.J5-«.:a-ba.J( „ - (- „.,„(„ ,,, (О

де Ы. - коэффициент поглощени  среды;

У показатель адиабаты; Н - функци  Ханкел ; Кд рассто ние между точкой М т .. . плоскости

и элементом сечени  пучка излучени , перпендш ул рной оси пучка и содержащей точку М; (.ЧУ функци  относительного рас- пред,елени  интенсивности оптт еского излучени ;

IQ интенсивность оптического излучени  на оси пучка;

S - область плоскости сечени , в которой U(q) отлична от нул  с

(2)

Дл  пучков излучени  с гауссовским распределением интенсивности по сечению пучка и в случае расположени  антбнны 4 в дальней зоне, когда

1, максимум интенсивности звука наблюдаетс  на частоте

Q

С «

(2)

С г

f . JI.C. 2Гг

скорость звука;

радиус гауссовского пучка

излучени .

Из соотношени  (2) наход т радиус t гауссовского пучка излучени .

Изобретение позвол ет измер ть поперечные размеры модулированных во времени лазерных: пучков дистанционно, например в,атмосфере, без нарушени  их структуры.

-

15

20

м

Ф о рмула изобретени 

Способ дистанционного измерени  диаметра лазерного пучка, включающий подачу лазерного излучени  в ослаб л ющую излучение среду и регистрадигго результата взаимодействи  излучени  со средой, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  измере- 25 НИИ и повышен и  точности, дл  ослаблени  излучени  выбирают среду, поглощающую данное излучение,мощность излучени  модулируют по закону, описываемому функцией, производна  от которой  вл етс  гармонической функцией , регистриру}от интенсивность звутса, исход щего из объема, зан того пучком лазерного излучени , изме- ° У модул ции, наход т ее

значение, при котором интенсивность звука максимальна, и по найденному значению частоты суд т о диаметре пучка.

30

35

Claims (2)

1. Формула изобретения

   Для пучков излучения с гауссовским распределением интенсивности по сечению пучка и в случае расположения антйнны 4 в дальней эоне, когда Гзвука где С г _Mq »1, максимум интенсивности г наблюдается на частоте f _ш

   2 Тг ’

   - скорость звука;

   - радиус гауссовского пучка излучения.
2. (2) '35

   Способ дистанционного измерения диаметра лазерного пучка, включающий подачу лазерного излучения в ослабляющую излучение среду и регистрацию результата взаимодействия излучения со средой, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений и повьппейия точности, для ослабления излучения выбирают среду, поглощающую данное излучение,мощность излучения модулируют по закону, описываемому функцией, производная от которой является гармонической функцией, регистрируют интенсивность звука, исходящего из объема, занятого пучком лазерного излучения, изменяя частоту модуляции, находят ее значение, при котором интенсивность звука максимальна, и по найденному значению частоты судят о диаметре пучка.

   i