Bagaimana Untuk Menilai Kualiti Pancaran Laser? (Bahagian 1)

Kualiti pancaran laserialah indeks teknikal laser yang penting, dan ciri-ciri laser dinilai dari aspek kualitatif. Walau bagaimanapun, untuk masa yang lama, tiada definisi yang tepat tentang kualiti rasuk, dan tiada kaedah pengukuran standard telah ditetapkan, yang telah membawa kesulitan kepada penyelidikan dan aplikasi saintifik.

Pada tahun 1988, AE Seigman memperkenalkan parameter faktor kualiti pancaran kuantiti tanpa dimensi, yang menggambarkan kualiti pancaran laser dengan lebih saintifik dan munasabah dan telah diterima pakai oleh draf standard ISO/TC172/SC9/WG1 pada tahun 1991. Penyelidikan dan pengukuran kualiti pancaran laser faktor juga telah menjadi tumpuan penyelidikan dalam beberapa tahun kebelakangan ini.

Kaedah yang biasa digunakan untuk menilai kualiti rasuk ialah:

Belauan asal menghadkan berbilang faktor, nisbah Streier, nisbah lilitan-tenaga, faktor M2, atau faktor K timbal baliknya (faktor penghantaran rasuk), takrifan pelbagai kualiti rasuk sepadan dengan tujuan aplikasi yang berbeza, mencerminkan penekanan kualiti rasuk juga berbeza. Kualiti rasuk hendaklah dinilai mengikut tujuan aplikasi tertentu.

Kualiti pancaran ialah cara penting untuk menilai ciri-ciri laser dari segi kualiti, yang memainkan peranan penting dalam reka bentuk, pembuatan, pengesanan dan penggunaan laser. Adalah sangat penting untuk membincangkan cara menyempurnakan kesejagatan faktor kualiti rasuk, menganalisis faktor yang mempengaruhi kualiti rasuk dan mengawalnya.

Untuk menganalisis ketepatan julat laser jarak jauh dan altimetri laser, mengukur kualiti rasuk adalah pautan penting, terutamanya pengagihan tenaga rasuk dan saiz Sudut perbezaan dan lebar rasuk, pengaruh pada gema julat adalah lebih jelas. , dan faktor kualiti pancaran laser boleh mencerminkan kualiti laser julat dan meningkatkan ketepatan pengukuran.

1. Belauan asal menghadkan berbilang faktor

Had pembelauan asal berbilang faktor ditakrifkan sebagai nisbah Sudut perbezaan medan jauh bagi rasuk sebenar yang diukur kepada Sudut perbezaan medan jauh bagi rasuk ideal, dan ungkapannya ialah =θ/θ{{3 }} (1)

Sudut pancaran medan jauh θ ditentukan oleh formula asimptotik θ=limz→∞/w(z)z, dan w(z) ialah lebar titik cahaya dan z ialah kedudukan cahaya yang sepadan. tempat. Dalam kes penghampiran paraxial dan pembelauan apertur boleh diabaikan, lebar rasuk w(z) dalam ruang kosong memenuhi persamaan penghantaran berikut:

w2(z)=w20 tambah (M2)2 (λ/(πw0))2 (Z-Z0)2 (2)

Di mana z{{0}} ialah lokasi pinggang w0. Untuk rasuk Gaussian yang ideal, lebar titik w(z) ditakrifkan oleh lebar pada nilai maksimum keamatan cahaya 1/e2 dan saiz titik yang ditentukan mengandungi 86.5 peratus daripada jumlah kuasa rasuk Gaussian .

Faktor had pembelauan asal adalah sesuai terutamanya untuk menilai pancaran laser yang baru dipancarkan daripada resonator laser, dan boleh menilai secara munasabah kualiti pancaran medan dekat. Ia ialah indeks prestasi statik yang menerangkan kualiti pancaran sistem laser, dan tidak mengambil kira kesan serakan atmosfera, pergolakan dan halo terma pada laser.

Dalam sistem senjata balas laser, ia ditentukan terutamanya oleh L sistem senjata laser yang keluar dari rasuk dan d rasuk melalui arah rasuk.

2= 2L tambah 2D (3)

Ia menyediakan asas untuk menilai kualiti pancaran sistem senjata laser bertenaga tinggi.

Pengukuran nilai bergantung pada pengukuran tepat sudut perbezaan medan jauh rasuk, disebabkan oleh faktor laser itu sendiri dan pengaruh banyak faktor dalam proses penghantaran sinar laser, supaya pengagihan intensiti jauh -Rasuk medan mengandungi lebih banyak komponen frekuensi spatial tertib tinggi, keamatan laser dilemahkan dengan menggunakan CCD untuk mengukur lebar tempat, sukar untuk mengesan komponen tertib tinggi tempat itu, taburan intensiti spatial relatif adalah sangat baik Sukar untuk mencerminkan komponen tempat yang lebih tinggi, dan nilai yang diperoleh tidak dapat benar-benar mencerminkan kehilangan tenaga yang disebabkan oleh serakan tertib yang lebih tinggi. Keperluan pengukuran yang tepat untuk sistem pengesanan adalah tinggi, dan ia tidak sesuai untuk menilai rasuk yang dihantar pada jarak yang jauh.

2. Nisbah tenaga anulus

Nisbah tenaga anulus, juga dikenali sebagai nisbah kuasa permukaan sasaran (atau tong), ditakrifkan sebagai punca nisbah tenaga anulus (atau kuasa) ideal titik cahaya dalam saiz yang ditentukan kepada tenaga anulus sebenar (atau kuasa) tempat cahaya dalam saiz yang sama. Ekspresinya ialah

BQ=P Ideal P diukur

Atau BQ=EE ujian ideal sebenar (4)

Nilai BQ digunakan untuk menilai kualiti rasuk medan jauh untuk penghantaran tenaga dan aplikasi gandingan, digabungkan dengan kepekatan tenaga rasuk pada sasaran.

Perbezaan antara nilai dan nilai BQ ialah ia mengandungi faktor atmosfera, dan ia merupakan indeks komprehensif untuk menggambarkan kualiti rasuk dari perspektif aplikasi kejuruteraan dan kesan kerosakan dan indeks dinamik sistem senjata laser yang dipengaruhi oleh atmosfera. Nilai BQ secara langsung berkaitan dengan kualiti rasuk dan ketumpatan kuasa, yang merupakan pantulan kepekatan tenaga, dan mempunyai kepentingan yang sangat praktikal untuk kajian gandingan tenaga dan kesan kerosakan antara laser intensiti tinggi dan sasaran.

Penerangan mengenai taburan spatial keamatan cahaya dalam satu tong adalah tidak mencukupi, dan pemilihan rasuk yang ideal mesti ditakrifkan dengan jelas. Dari perspektif aplikasi kejuruteraan, gelombang satah pepejal dengan saiz cermin utama sistem pelancaran senjata laser dipilih sebagai pancaran ideal dengan kaedah yang agak mudah dan praktikal.

Untuk senjata laser "pemusnahan keras", saiz standard hendaklah sekecil mungkin, memerlukan ketumpatan kuasa puncak yang lebih tinggi, saiz standard kepada diameter utama cermin utama sistem pelancaran D sepadan dengan saiz had pembelauan adalah lebih sesuai. , ia mengandungi 84 peratus daripada jumlah tenaga yang dikeluarkan oleh sistem, untuk senjata laser "pembunuh lembut", memerlukan bahagian tenaga yang lebih tinggi dalam julat permukaan sasaran, ketumpatan kuasa purata yang lebih tinggi Saiz spesifikasi boleh dipilih sebagai saiz pemusnahan sasaran.

Nilai BQ sering diukur dengan kaedah pengukuran tenaga lubang terhad yang berbeza dan sistem pengesanan yang boleh mengukur pengagihan tenaga mutlak dalam ruang, memerlukan pengesan tatasusunan cahaya yang kuat atau instrumen cakera sasaran yang boleh menerima laser tenaga tinggi secara langsung.

Ia sering digunakan untuk menilai kualiti pancaran laser yang sengit, tetapi kerana laser berkuasa tinggi, seperti hidrogen fluorida (HF), deuterium fluorida (DF), dan laser kimia oksigen-iodin (COIL), secara amnya mengguna pakai yang tidak stabil. struktur rongga, pancaran keluaran bukan pancaran Gaussian, terdapat beberapa ketidakpastian dalam mengukur kualiti pancaran laser yang dihasilkan oleh laser rongga tidak stabil.

Maklumat perhubungan:

Jika anda mempunyai sebarang idea, sila berbincang dengan kami. Tidak kira di mana pelanggan kami berada dan apa keperluan kami, kami akan mengikut matlamat kami untuk menyediakan pelanggan kami kualiti tinggi, harga rendah dan perkhidmatan terbaik.