Аппаратно-программный комплекс для исследования внутренней температуры активных элементов мощных лазеров на основе ультразвукового зондирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Описаны конструкция и принцип работы аппаратно-программного комплекса для исследования возможности мониторинга температуры активных элементов мощных лазеров фазовым методом ультразвуковой локации, поскольку нагрев активного элемента мощного лазера может привести как к искажениям усиливаемого оптического пучка, так и к разрушению самого элемента. Рассмотрены возможные схемы зондирования. Оцениваются чувствительность и точность метода.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Д. Мансфельд

Институт прикладной физики РАН

Email: volkov@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова, 46, Нижний Новгород, 603950

Г. П. Волков

Институт прикладной физики РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: volkov@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова, 46, Нижний Новгород, 603950

А. А. Кузьмин

Институт прикладной физики РАН

Email: volkov@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова, 46, Нижний Новгород, 603950

А. В. Купаев

Институт прикладной физики РАН

Email: volkov@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова, 46, Нижний Новгород, 603950

А. Г. Санин

Институт прикладной физики РАН

Email: volkov@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова, 46, Нижний Новгород, 603950

А. А. Шайкин

Институт прикладной физики РАН

Email: volkov@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова, 46, Нижний Новгород, 603950

Список литературы

  1. Мак А.А., Сомс Л.Н., Фромзель В.А., Яшин В.Е. Лазеры на неодимовом стекле. М.: Наука, 1990.
  2. Кузьмин А. А., Лучинин А. Г., Потемкин А. К. и др. // Квантов. электрон. 2009. Т. 39. № 10. С. 895.
  3. Kuzmin A.A., Khazanov E.A., Shaykin A.A. // Opt. Express. 2011. V. 19. № 15. P. 14223. doi: 10.1364/OE.19.014223
  4. Kuzmin A.A., Silin D.E., Shaykin A.A. et al. // J. Opt. Soc. Amer. B. 2012. V. 29. №. 6. P. 1152. doi: 10.1364/JOSAB.29.001152
  5. Казаков В.В., Каменский В.А. // Приборы и техника эксперимента. 2023. №. 2. С. 110. doi: 10.31857/S0032816223010172
  6. Горальник А.С., Кульбицкая М.Н., Михайлов И.Г. и др. // Акуст. журн. 1972. Т. 18. № 3. С. 391.
  7. Авакянц Л.И., Бужинский И.М., Корягина Е.И., Суркова В.Ф. // Квантов. электрон. 1978. Т. 5. № 4. С. 725.
  8. Галахова О.П., Колтик Е.Д., Кравченко С.А. Основы фазометрии. Л.: Энергия, 1976.
  9. Бражников Н.И. Ультразвуковая фазометрия. М.: Энергия, 1968.
  10. Lozhkarev V.V., Freidman G.I., Ginzburg V.N. et al. // Laser Phys. Lett. 2007. V. 4. №. 6. P. 421. doi: 10.1002/lapl.200710008

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расположение активного элемента в квантроне и два варианта (а, б) размещения УЗ-датчиков (1–4).

Скачать (61KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Блок-схема прибора: УМ – усилитель мощности, ПФ – полосовой фильтр, ОГР – ограничитель сигнала, Ф – входной полосовой фильтр УВЧ-усилитель высокой частоты, ФД – фазовый детектор, УВХ – устройство выборки и хранения фильтра нижних частот (ФНЧ), СИ1, СИ2 – строб-импульсы, АЦП – аналого-цифровой преобразователь, t° – датчик температуры.

Скачать (133KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Осциллограммы: а – импульс, прошедший через АЭ; б – сигнал гетеродина, в – видеоимпульс с выхода фазового детектора при изменении фазы принятого сигнала, г – строб-импульс.

Скачать (69KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Скриншот программы регистрации сигналов с осциллограммами изменения фазы (кривые 1 и 3) для двух направлений распространения УЗ-пучков и температуры с внешнего термодатчика (кривая 2) при изменении температуры в термостате при поперечном зондировании АЭ продольной волной (см. рис. 1а).

Скачать (248KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схема зондирования (а) вдоль АЭ напрямую (сплошная линия) и при отражении волны от границ АЭ (пунктирная линия): 1 – АЭ, 2 – колба охлаждения, 3 – приемный и передающий УЗ-датчики; типичные осциллограммы (б) принятых УЗ-сигналов для плоских датчиков (Пл) и для датчиков на призмах (Пр): 1 – прямая продольная волна, 2 – поперечная отраженная волна.

Скачать (97KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Измерение в термостате при нагреве и охлаждении АЭ: 1 – фаза прошедшего УЗ-импульса, 2 – температура на поверхности АЭ.

Скачать (52KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Осциллограмма изменения фазы сигнала, прошедшего через активный элемент в процессе работы лазерной установки.

Скачать (59KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Схема зондирования АЭ в поперечном сечении (а) и осциллограммы УЗ-сигналов при зондировании продольной волной (б): первый импульс, И1 – зондирующий (просачивание в приемник), второй, И2 – прошедший через диаметр АЭ (1) и через хорду (2).

Скачать (130KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Характерные случаи распределения температуры вдоль диаметра в поперечном сечении АЭ: а – сразу после нагрева в результате воздействия импульса накачки, б – после выравнивания температуры.

Скачать (48KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».