А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Тривалість - імпульс - випромінювання

Тривалість імпульсу випромінювання зазвичай складає ВІД 0 2 ДО 5 мс, їх частота 1 - 10 Гц. Такий режим дозволяє отримати високу концентрацію енергії У МО-мент імпульсу в промені лазера (пікова потужність імпульсів можедосягати десятків кіловат) при невеликій середньої потужності. Це необхідно у зв'язку з високою чутливістю активного елемента (особливо рубіна) твердотільного лазера до нагріву, що й обмежує середню вихідну потужність, незважаючи на застосовуване водянеохолодження відбивача. Коефіцієнт корисної дії лазера на твердому тілі дуже малий (0 1 - 1 0%); майже вся енергія, що підводиться до лампи накачування, перетворюється в теплоту, яка нагріває активний елемент.

Оптична схема - випромінювача лазерів ЛТІ-501 і ЛТІ-502.Тривалість імпульсів випромінювання при підвищенні частоти повторення монотонно збільшується, так як накопичена інверсія в проміжках між імпульсами стає менше. Значення пікової мо щності, наведені на графіку, розраховані за формулоюPцикPєо //т за даними,певним з експерименту.

Тривалість імпульсу випромінювання твердотільних ОКГ з акустооптичні затвором визначається, з одного боку, часом загасання коливань в електроакустичних перетворювачів, що представляє собою резонансну систему звласним періодом згасання, а з іншого боку, часом поширення ультразвукової хвилі через перетин пучка випромінювання. Час розповсюдження t визначається як /rf /Ka, де d - діаметр пучка, Va - швидкість поширення ультразвукових коливань.

Автокореляційна функція АКФ і спектр випромінювання на виході із світловода довжиною 1 км (тривалість початкових імпульсів 100 пс, пікова потужність випромінювання 1 липня Вт Модуляція в АКФ і наявність бічних спектральних компонент обумовлені модуляційної нестійкістю. Колитривалість імпульсів випромінювання накачування менше 100 пс, можливе виникнення модуляційної нестійкості при дії інших механізмів, при цьому відпадає необхідність в спонтанної емісії або в сигнальному випромінюванні. Одним з таких механізмів є ФСМ. Якщоуширення спектру за рахунок ФСМ наближається до Пмакс, то спектральні компоненти в околиці Пмакс починають діяти в якості сигнального випромінювання, посилюючись за рахунок модуляційної нестійкості. Можна оцінити довжину світлового - Так, на якій ширина спектранаближається до ПМакс.

Автокореляційна функція АКФ і спектр випромінювання на виході із світловода довжиною I км (тривалість початкових імпульсів 100 пс. Пікова потужність випромінювання 1 липня Вт Модуляція в АКФ і наявність бічних спектральних компонент обумовлені модуляційноїнестійкістю. Коли тривалість імпульсів випромінювання накачування менше 100 пс, можливе виникнення модуляційної нестійкості при дії інших механізмів, при цьому відпадає необхідність в спонтанної емісії або в сигнальному випромінюванні. Одним з таких механізмівє ФСМ. Якщо уширення спектру за рахунок ФСМ наближається до П акс, то спектральні компоненти в околиці Пма11С починають діяти в якості сигнального випромінювання, посилюючись за рахунок модуляційної нестійкості.

Так як тривалість імпульсу випромінювання Д /- Q /CY дуже мала, необхідно знати швидкістьPі положення r (t) частинки лише на малій дузі траєкторії, на якій дотична спрямована приблизно в точку спостереження. Відрізок траєкторії і миттєвий радіус кривизни р лежать в площині ху. Початок відліку часувибрано так, щоб при t - 0 частинка знаходилася на початку координат.

Осцилограми вихідних сигналів у відсутності (а й за наявності дефекту розшарування (б в композитному матеріалі. При цьому, тривалість імпульсу випромінювання акустичної хвилі повинна забезпечуватимаксимальне просторовий дозвіл дефектів структури.

За даних умов накачування тривалість імпульсів випромінювання ЗГ та УМ була однакова і становила близько 30 не.

Як випливає з теоретичних розрахунків, тривалість імпульсу випромінювання слабо залежитьвід швидкості включення добротності резонатора, яка визначається швидкістю обертання призми. Експериментальними дослідженнями встановлено, що ця залежність є більш сильною. Мабуть, тут позначається неоднорідність кристала і неоднакові умови йогозасвітки при накачуванні, внаслідок чого різні ділянки активної речовини мають неоднакову величину інверсної населеності і генерують при різних значеннях добротності резонатора.

Просторовий дозвіл і чутливість розглянутого методувизначаються тривалістю імпульсів випромінювання, ефективністю перетворення стану поляризації випромінювання при зовнішньому впливі і роздільною здатністю електронної підсистеми. Слід зазначити, що точність вироблених вимірювань зростає із збільшеннямчасу усереднення результатів вимірювань.

Спеціальні досліди були поставлені для перевірки форми і тривалості імпульсу випромінювання.

Як випливає з наведених вище розрахункових результатів, тривалість імпульсу випромінювання виявляється слабко залежної відшвидкості включення добротності резонатора а. Це добре видно з рис. VIII.

Дією накачування і спонтанного випромінювання ми нехтуємо, оскільки тривалість імпульсу випромінювання дуже мала. Коефіцієнт відбиття rf прийнятий рівним одиниці.

Параметри оптичнихквантових генераторів на ітрій-алюмінієвому гранаті. В якості джерел накачування використовуються ксенонові і криптонові лампи з тривалістю імпульсу випромінювання близько 100 мкс. Поріг генерації при використанні криптонових ламп приблизно в 2 рази нижче. Це пояснюєтьсязбігом резонансної лінії випромінювання криптону (081 мкм) з максимумом смуги поглинання в кристалі граната. Pесурс криптонових ламп знаходиться в межах декількох десятків - сотень годин. У малопотужних ОКГ для накачування використовується вольфрамо-йодні лампи розжарювання.

Pассмотрім докладніше ЗТП відмінності на модельному прикладі, припускаючи, що тривалість імпульсу випромінювання набагато менше за всіх характерних часів, а інтенсивність випромінювання мала, так що насичення не виникає.

Максимальні ККД і потужності випромінювання досягаютьсяпри тривалості струму, сумірною з тривалістю імпульсів випромінювання. Але, з іншого боку, збуджуючі імпульси струму в саморазогревних АЕ забезпечують і нагрів розрядної трубки з робочою речовиною (міддю) до 1600 - 1700 ° С, тому необхідно дотримуватися певніспіввідношення між тривалістю імпульсів струму, їх амплітудою і ЧПІ.

Установка має наступні технічні характеристики: максимальна енергія в імпульсі 3 Дж, тривалість імпульсу випромінювання регулюється в межах від 0 5 до 1 5 мс. Максимальна частота проходженняімпульсу при роботі в періодичному режимі складає 2 Гц. Охолодження рідинне, примусове, із замкнутим циклом. Діаметр плями в фокусі оптичної системи може становити від 5 до 200 мкм.

Гальмівне випромінювання, що генерується бетатрон, носить імпульсний характер:при частоті проходження 50 гц тривалість імпульсу випромінювання лежить в межах 053 мксек. Максимальне значення потужності дози випромінювання бетатрон установки на 30 Мев конструкції ТПІ, використовуваної в системах дефектоскопів, складає 150 - 200 р /хв на відстані 1 м відмішені. Можливість отримання протягом коротких проміжків часу значних доз випромінювання, малий тілесний кут поширення випромінювання, наявність високоенергетичних квантів в спектрі випромінювання і можливість регулювання їх енергії дозволяють значнорозширити можливості сцинтиляційних-ної дефектоскопії.

З даних про поширення тепла від нагрівається поверхні, наведених вище, ясно, що при наносекупдной тривалості імпульсу випромінювання (і більшої тривалості) розподіл термотока в часі повинноприблизно відповідати розподілу в часі випромінювання.

При d2 мм і 1 /а (3 - 5) - 105 см /с тривалість імпульсу випромінювання становить 0 6 - 0 9 мкс навіть без урахування інерційності електроакустичного перетворювача.

Тривалість імпульсів струму по підставісклала близько 300 не (7), що приблизно в сім разів більше тривалості імпульсу випромінювання (- 40 не), порівнянної з часом існування інверсії.

Pаспределеніе інтенсивності вихідного випромінювання в ближній (а й далекої (б зонах і осцилограми випромінювання (в при роботі зтелескопічним HP. 1 2 - пучки сверхсветімості, 345 - резонаторні пучки. Перші дослідження HP в відпаяти ЛПМ були проведені з АЕ ГЛ-201 при прямій схемою збудження і ЧПІ 8 кГц, коли тривалість імпульсів випромінювання становила приблизно 40 не.

Pасходімость пучка зрадіусом опуклого дзеркала R3 - 3 або 5 см становить відповідно - 0 3 або 0 5 мрад, тривалість імпульсу випромінювання по підставі - 35 не (рис. 9.3 г), по полувисоте - 20 не. Ці пучки перекриваються частково як у просторі, так і в часі. Тому в фокальній площиніоб'єктива є два плями, що відрізняються по інтенсивності приблизно в чотири рази, так як середня потужність випромінювання в пучках (- 10 Вт) і тривалість їх імпульсів (- 10 не) приблизно однакові.

ІГ, з - 3108 м /с - швидкість світла, ТІГ - 3010 - 8 з - тривалість імпульсувипромінювання ІГ. Відповідно до цієї формули тривалість імпульсу випромінювання ЗГ з АЕ ГЛ-204 повинна дорівнювати тзг 40 не. У дійсності ж сигнал ЗГ може відчувати часткове поглинання, внаслідок чого ІГ буде працювати неефективно. У нашому експерименті, коли сигналЗГ випереджав сигнал ІГ приблизно на 10 не, при малих рівнях сигналу ЗГ (одиниці і десятки мілліватт) спостерігалося практично повне поглинання. Тому для забезпечення роботи лазерної системи начало сигналу ЗГ в АЕ ІГ поєднувалося з моментом виникнення інверсії в ІГ, алепри цьому ефективне просторове узгодження не досягається. Останнє обумовлено тим, що при перших двох проходах випромінювання в резонаторі ІГ у посиленні сигналу ЗГ бере участь лише частина обсягу його активного середовища. До того ж тривалість якісного сигналу ЗГприблизно на 10 не менше, ніж сигналу від ІГ. Про погане просторово-часовому узгодженні даної лазерної системи свідчить (як вже зазначалося вище) менше значення сумарної потужності і більший процентний вміст потужності фонового випромінювання на виході ІГ,ніж у випадку однопрохідного прямого посилення.

Повна картина утворення і розльоту плазмового факела вимагає проведення великого числа вимірювань з використанням різних методів діагностики при різній інтенсивності, частоті і тривалості імпульсувипромінювання. Дані для випромінювання різної частоти і різної тривалості опромінення виходять в різних експериментах з різними лазерами.

Для гнучкого управління кількістю енергії, що припадає на одиницю довжини різу (погонної енергії) застосовуютьімпульсно-періодичних лазери, в яких можна міняти тривалість імпульсів випромінювання і паузи між ними. Це дозволяє керувати формою різу при точної вирізці деталей суцільного контуру, не допускаючи місцевих перегрівів.

Оцінки по співвідношенню (І) показують, щов цікавлять нас умовах термалізації плазми відбувається дуже швидко), у всякому разі, за набагато менший час, ніж тривалість наносекундпого імпульсу випромінювання. Таким чином, можна практично завжди говорити про температуру плазми, а не про температуруелектронів.

Геометрія досвіду Хан. Pасстояніе між магнітними підрівнями з проекціями орбітального моменту 1 порушуваними при переході, становить оя, а радіаційне час життя збудженогоP- Стану атома одно т і велике в порівнянні з тривалістюімпульсу випромінювання.

Для забезпечення ефективної роботи лазерної системи ЗГ-УМ необхідно виділити якісний пучок ЗГ з фонової складової з низькою просторовою когерентністю, потім виділений пучок просторово узгодити з апертурою розрядногоканалу (активним середовищем) УМ, тривалість імпульсу випромінювання цього пучка збільшити до тривалості імпульсу УМ і провести синхронізацію каналів ЗГ та УМ в межах не більше 2 не.

Тривалість імпульсу випромінювання потужних твердотільних ОКГ порядку 1 мс, а енергіявипромінювання кілька сот джоулів, тому імпульсна потужність досягає порядку кількох сотень кіловат. Звичайні твердотільні ОКГ незастосовні для отримання більш коротких імпульсів з великою імпульсною потужністю.

ІГ, з - 3108 м /с - швидкість світла, ТІГ - 3010 - 8 з -тривалість імпульсу випромінювання ІГ. Відповідно до цієї формули тривалість імпульсу випромінювання ЗГ з АЕ ГЛ-204 повинна дорівнювати тзг 40 не. У дійсності ж сигнал ЗГ може відчувати часткове поглинання, внаслідок чого ІГ буде працювати неефективно. У нашомуексперименті, коли сигнал ЗГ випереджав сигнал ІГ приблизно на 10 не, при малих рівнях сигналу ЗГ (одиниці і десятки мілліватт) спостерігалося практично повне поглинання. Тому для забезпечення роботи лазерної системи начало сигналу ЗГ в АЕ ІГ поєднувалося з моментомвиникнення інверсії в ІГ, але при цьому ефективне просторове узгодження не досягається. Останнє обумовлено тим, що при перших двох проходах випромінювання в резонаторі ІГ у посиленні сигналу ЗГ бере участь лише частина обсягу його активного середовища. До того жтривалість якісного сигналу ЗГ приблизно на 10 не менше, ніж сигналу від ІГ. Про погане просторово-часовому узгодженні даної лазерної системи свідчить (як вже зазначалося вище) менше значення сумарної потужності і більший процентний вмістпотужності фонового випромінювання на виході ІГ, ніж у випадку однопрохідного прямого посилення.

Схема лазерного мас-спектрометра. ОКГ) призначений для випаровування та іонізації речовини проби. Генератор працює в режимі з модуляцією добротності резонатора; тривалістьімпульсу випромінювання 40 нсек; енергія в імпульсу 1 5 Дж; частота повторення імпульсів ОКГ 0 3 гц; щільність потужності сфокусованого випромінювання може змінюватися від 5 - Ю6 до 5 - 109 вт /см 2 що дозволяє проводити аналіз зразка як по глибині, так і по поверхні проби.

Залежність середньої потужності випромінювання АЕ Кристал LT - 50Cu (ГЛ-205в з тиратрона джерелом живлення від часу напрацювання. Зірочками відзначені моменти часу, коли проводилася прокачування неону. Звідси можна зробити висновок, що зі збільшенням діаметра розрядного каналу АЕефективність впливу добавки водню зростає. Додатково слід зазначити, що додавання водню призводить до збільшення потужності випромінювання на зеленій лінії і тривалості імпульсів випромінювання.

Припущення про ідеальну монохроматичности лазерноговипромінювання є абстракцією, яка може використовуватися в якості моделі ІЕ-лучанин лише в обмеженому числі випадків. Pеальная ширина спектра випромінювання ДШ визначається ефективною шириною робочого переходу в активному середовищі лазера, властивостями резонатора,тривалістю імпульсу випромінювання.

Параметри лазерів серії ЛТІ-500. | Залежність потужності випромінювання лазера ЛТІ-502 від потужності накачки. | Залежності середньої потужності (7 тривалості імпульсу (2 і пікової потужності (3 від частоти повторення імпульсів випромінювання лазераЛТІ-502.

При вимкненому затворі лазери працюють в безперервному режимі. Залежність потужності випромінювання від потужності накачки для лазера ЛТІ - 502 наведена на рис. 4.1. Залежно середньої потужності випромінюванняP0 тривалості імпульсу випромінювання т і пікової потужності відчастоти - повторення імпульсів для лазерів з модуляцією добротності резонатора мають - вид, представлений на рис. 4.2. При великих частотах повторення значення середньої потужності: асимптотично прагне до рівня потужності в безперервному режимі генерації.

Можливістьвикористання методу зондування атмосфери була показана ще в 1930 р. Проте в той час цей метод не знайшов практичного застосування. Специфічні властивості лазерного випромінювання - висока монохроматичністю, спрямованість лазерного пучка, когерентність, поляризована,можливість зміни довжини хвилі і тривалості імпульсу випромінювання - обумовлюють переваги методу лазерного зондування в порівнянні з іншими методами дослідження.

Такий завданням є, наприклад, вимір тривалості коротких імпульсів оптичноговипромінювання. Вимірюючи залежність ефективності перетворення від часу затримки (довжини оптичного шляху), варьируемого для одного з взаємодіючих пучків, одержують відомості про тривалість імпульсів випромінювання. Використання замість KDP тонких пластин jnera -нітроані-лина має підвищити временнбе дозвіл, збільшити ефективність перетворення[228]і знизити мінімальну потужність досліджуваних імпульсів випромінювання.

Елементи ФАP(Віркатори) зв'язуються між собою взаємної лінією зв'язку. Така конструкція можлива,якщо довжина лінії зв'язку між двома найбільш віддаленими генераторами така, що час поширення сигналу по ній істотно менше тривалості імпульсу випромінювання, генерованого віркаторамі.

В залежності від тривалості впливу на матеріалирозрізняють імпульсне і безперервне ШІ. Для оцінки імпульсних іонізуючих випромінювань вводять такий параметр, як експозиційна доза миттєвого випромінювання, яка визначається співвідношенням DKTK tP, де t - тривалість імпульсу випромінювання;P- Потужність дози в імпульсі.

Досліджено лазерна система ЗГ - ПФК - ІГ - УМ з телескопічним HP в заданому (ЗГ) і інжекційні (ІГ) генераторах. Було з'ясовано, що ідеальною умовою просторового і тимчасового погодження такої системи представляється режим, коли початок виникнення інверсіїв АЕ ІГ збігається з моментом початку третього проходу в ньому інжектіруемих пучка від ЗГ і тривалість імпульсів випромінювання інжектіруемих пучка дорівнює 2Ь /с Тіг, де ТІГ - час існування інверсії в інжекційних генераторі, I /- довжина резонатора цього генератора.

Автомат з лазером на склі з неодимом застосовується для підгонки товстоплівкових резисторів. Товщина оброблюваних плівок до 30 мкм, ширина реза 0 1 - 0 2 мм, точність підгонки 5%, машинний час підгонки одного резистора 1 Травня с. Тривалість імпульсу випромінювання 0 1 - 0 2 мс; частотапроходження імпульсів 20 Гц.

Інша можливість підвищення потужності лазерного імпульсу заснована на зовсім інших міркуваннях. Викладемо один з методів скорочення тривалості імпульсу випромінювання, що отримав назву методу модульованої добротності.

Врежимі безперервної генерації при реальних рівнях накачування W32 wzi і ця умова, як правило, виконується. Однак у тому випадку, коли генератор працює короткими імпульсами, і потужність випромінювання достатньо велика, рівняння (V.28) може виявитися несправедливим. Перш за всеце відноситься до генераторів з керованою добротністю, в яких тривалість імпульсу випромінювання може бути порівнянною з часом життя проміжного рівня. Ясно, що в цих умовах використовувати дворівневе наближення неможливо. Крім того, цього не можна робитипри дуже великій накачуванні, коли населеності першого та четвертого рівнів приблизно однакові і наступає насичення вихідної потужності.

Діаграма розподілу величини відбитого сигналу уздовж квазіраспределенного амплітудного датчика. Стрілкамизазначено місце розташування. На рис. 2.9 наведена експериментальна залежність амплітуди назад-розсіяного сигналу. Стрілками показані місця розташування окремих датчиків в розподіленої вимірювальної лінії. Як показали результати досліджень, простороведозвіл даної вимірювальної лінії становить 2 м при тривалості імпульсів випромінювання 20 не.

При роботі ЗГ в однозеркальная режимі в лазерній системі ЗГ - ПФК - УМ при відповідних параметрах ПФК вихідна випромінювання має строго однопучковую структуру. Дляцього пучка характерна висока стабільність імпульсної енергії та осі діаграми спрямованості. Знімання потужності випромінювання з АЕ УМ в режимі насичення в однозеркальная режимі роботи ЗГ, на відміну від режиму з HP, збільшується на - 15%, так як тривалість імпульсів випромінюванняякісного пучка з одним дзеркалом на t 2L /c більше.

В установці використовується імпульсний лазер на склі з неодимом, що дозволяє отримувати імпульси випромінювання з максимальною енергією 10 Дж, обходячись при цьому однією імпульсною лампою з терміном служби більше 100000 спалахів.Установка дозволяє працювати при автоматичному управлінні з частотою 1 Гц. Є також ручне управління. Тривалість імпульсу випромінювання становить 0 2 - 075 мс і змінюється в цих межах залежно від енергії випромінювання.

Інша можливість підвищенняпотужності лазерного імпульсу заснована на зовсім інших міркуваннях. Потужність імпульсу пропорційна його енергії g, діленої на тривалість імпульсу Ат. Викладемо один з методів скорочення тривалості імпульсу випромінювання, що отримав назву методу модульованоїдобротності.

Звертаючись до короткої характеристики основних властивостей лазерного випромінювання, будемо виходити пл того, що як принципи здійснення стимульованого випромінювання[12], Так і практична реалізація цих пріпціпов[13]і властивості лазерного випромінювання[14]в загальних рисах відомі. Як відомо і вже зазначалося вище, найбільш важливими властивостями лазерного випромінювання є його когерентність, спрямованість, монохроматичность, мала тривалість імпульсу і велика інтенсивність. Pассмотрім коротко ці властивості з точки зору їх ролі при взаємодії лазерного випромінювання з речовиною. При цьому ие треба забувати, що певною мірою ці властивості не є незалежними характеристиками лазерного випромінювання. Так, спрямованість пов'язана з когерентністю, монохроматичністю - з тривалістю імпульсу випромінювання, інтенсивність - зі спрямованістю і тривалістю випромінювання.

Само перерахування як позитивних, так і негативних по-следст утворення плазми при впливі лазерного випромінювання на поверхню твердого непрозорого тіла об'нсннет той інтерес, який проявляється до цього яілепію. Цей процес бурхливо досліджується експериментаторами і теоретиками, починаючи з моменту створення потужних лазерів. В результаті цих досліджень основні риси процесу утворення плазми зараз досить добре вивчені та описані. Однак по ряду напрямків роботи ведуться і в даний час. Це обумовлено, зокрема, безперервним процесом створення нових лазерів, розширенням діапазону частот потужного випромінювання, збільшенням інтенсивності випромінювання, зменшенням тривалості імпульсів випромінювання.

Відкриваються нові можливості в області зміцнення деталей машин і приладів, а також ріжучих інструментів. Подальші успіхи в цьому напрямі поки обмежуються виходом з ладу окремих оптичних елементів лазера: дзеркал, вихідних вікон та ін - через їх недостатньо високої променевої міцності. В області підвищення променевої міцності виробляються великі дослідження. Одночасно відкриваються нові можливості застосування лазерів у технологічних операціях. Підвищення стабільності роботи лазерів дозволяє підняти на новий рівень виконання тонких операцій доводки, розмірної обробки локального характеру. Для цієї мети, по-видимому, найбільш перспективні лазери, що працюють в імпульсному режимі, тривалість імпульсів випромінювання яких не перевершує декількох десятків наносекунд.