Оптоакустический способ измерения энергетических параметров импульсного лазерного излучения

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения энергетических параметров импульсного лазерjHoro излучения. Цель - расширение числа измеряемых дистанционным спосог бом параметров..Измеряют акустичес- . кое давление, генерируемое оптическнм импульсом в среде с известным коэффициентом поглощения. Три датчика акустического давления располагают по окружности на равных угло- Bbtx расстояниях. Внутрь окружности направляют импульс излучения и дат чикамм регистрируют измерение акустического давлення от времени. По измеренному значению акустического давления вычисляют энергию импульса излучения и распределение энергии в сечении пучка, а также координаты энергетического центра тяжести. Изобретение позволяет проводить измере и ння энергетических параметров импульсов излучения без искажения пучка и повысить информативность измерений . 2 ил.

(Ю ()1) (5!)5 G 0) J 5 50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fI0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (У)НЕБЫТИЯМ ()РИ fHHT СССР .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30.09.90.Бюл. В 36 (2)) 4033!)4/3)-25 (22) ЗО,I2.86 (7I) Институт физики атмосферы

АН CCCP (72) В.В.Воробьев, А.С.Гурвич и В.А.Мякинин (53) 6.536.35 (088..8) (56) Горелик Л,О. и др. Оптико-акустический эффект в физико-химических измерениях. Иэд. Комитета стандартов

СССР, И., )969, с.70.

Патент США Р 438)48, кл. 6 О) J I/00, )977. (S4) ОПТОАКУСТИЧЕСКИИ СПОСОБ .ИЗ))Е

РЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть ис польэовано для определения энергетических параметров импульсного лазер ного излучения. Цель » расаирение 1 числа измеряемых дистанционньае спосебом параметров., Измеряют акустнчес» кое давление, генерируемое оптическим импульсом в среде с иэвестнмч коэффициентом поглощения. Три датчика акустического давления располагают по окружности на равных угловых расстояниях. Внутрь окружности направляют импульс излучения и датчиками регистрируют измерение акустического давления от времени. llo измеренному значению акустического давления вычисляют энергию импульса излучения и распределение энергии в сечении лучка, а также координаты энергетического центра тяжести. Изобретение позволяет проводить измере»п ния энергетических йараметров им" пульсов излучения без искажения пучка и повысить информативность намерений. 2 ил.

Изобретение относится к измеряю тельной технике и может быть использовано для измерения энергетических характеристик лазерного излучения.

Целью изобретения является расширение числа измеряемых параметров дистанционным crr0G060M, На фиг.1 представлена .схема для реализации оптоакустического способа 10 измерений; на фиг.2 - схема для определения энергетического центра тяК<- C TH в

На фиг.1 и 2 показаны датчики 1,, 2„,3 акустического давления, которые 15 ра: полагают йо окружности .на равных угловых расстояниях и измеряемый пучок лазера распрострюняющиися .внутри этой окружности.

Способ реализуется следующим -20

-Образом. Импульс оптического излучения направляют в среду с известным коэффициентом поглощения. В среде ! ПО7; действием Оптического импульса возбуждаются акустические колебания 25 среды. Датчики измеряют изменение акустического давления во времени

Р(п,с), по которому вычисляют энергии импульса излучения E. распределение плотности энергии Е() по се- ЗО ченио пучка и координаты энергети-ческого центра тяжести. Энергию им" пульса излучения вычисляют по формуле

Г =- — — а — - ) M(p,п)рйу, где Ч(р,п) =АУ J dt—

P (n tg а « 1т функция, пропорциональная интегралу 4О от плотности энергии; 1 — радиус окружности с центром в точке распоvP поженил датчьпса 1 K o((""-- -1)

У С постоянная, пропорциональная коэф- 45 фициенту поглощения среды; U " скорость звука в среде; С„ и C> - теплоемкость срсды при постоянном объеме и давлении; — коэффициент поглощения среды на измеряемой длине 50 волны; и 1,2,3 - количество датчиков акустического давления.

Координаты центра тяжести пучка определяют как координаты точки пересечения медиан треугольника, вер" 55 шинами которого являются точки пересечения окружностей радиусов Rp, проведенных из точек наблюдения. Радиус для каждого датчика и вычисляют по формуле

ʄ— - i p И (g,n)dp. о

Путем несложных геометрических построений определяют величину r

Ь расстояние от датчика п до энергетического центра тяжести пучка. Принимая положение одного из датчиков

sa начало координат, по полученным величинам R > и rr, определяют координаты вершин треугольника — энергетический центр тяжести пучка. В этой же системе координат по измеренным значениям акустического давления

P(n,t), используя методы вычислительной томографии, восстайавливают(распределение энергии в сечейии пучка

Е (у), вычислив интеграл

Е() — - -- — (() +

1 . d

27

+ г(-()j — — —;, (2- g где (} = (r„+q)W(r „+ g); q - ut °

Изобретение позволяет расширитьинформативность дистанционных измерений энергетических параметров лазерного излучения и исключить пространственно-временные искажения пучка излучения.

Формула изобретения

Оптоакустический способ измерения энергетических параметров импульсного лазерного излучения, включающий регистрацию с помощью датчиков акустического давления генерируемого измеряемым пучком в среде с известным коэффициентом поглощения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения числа измеряемых параметров дистанционным способом, не менее трех датчиков располагают по окружности на равных угловых расстояниях> пропускают иэмеряемое излучение внутри этой окру"::ности, регистрируют каждым датчиком зависимость от времени акустического давления и по этим зависимое-,ям определяют

I энергию импульса, распределение плотности энергии по сечению пучка и положение его энергетического центра, 3448838

Составитель С,Соколова

Редактор Т.Орловская Техред Л.Олийнык Корректор B,Романенко

Заказ 3334 .. Тираж 428 Подписное

ВНУШИ Государственного кожтета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, %-35, Раужская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Уикгород, уа. Проектная, 4