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