Измерение энергетических параметров и характеристик лазерного излучения

Ва ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Ва

1 Измерение мощности и энергии лазерного излучения

1.1 Тепловой метод

1.2 Фотоэлектрический метод

1.3 Пондеромоторный метод

2 Измерение основных параметров импульса лазерного излучения

2.1 Анализ параметров импульса с помощью осциллографа

2.2 Изучение формы сверхкоротких лазерных импульсов

Ва

Получение достоверных результатов измерений как самих параметров лазеров, так и выходных характеристик лазерных приборов и систем имеет свою специфику, поскольку лазерное излучение характеризуется некоторыми особенностями: широким спектральным ( 0,2 мм ..1 мм) и динамическим диапазоном (120..200 дБ), малой длительностью импульсов (до 0.1 пс), высокой плотностью мощности (до 10 9 Вт/см 2 ), энергии и т.п. Система характеристик и параметров ров лазеров и лазерного излучения лазерных приборов установлена ГОСТ 15093-75, ГОСТ 24453-80 и ГОСТ 23778-79, в соответствии с которыми осуществляется контроль изделий лазерной техники на этапе выпуска продукции и при их эксплуатации (табл.1)

Таблица 1

Параметр, характеристика	Единица измерения	Определение	Обозначе-ние
Энергетические параметры и характеристики
Энергия	Дж	Энергия, переносимая лазерным излучением	W
Мощность	Вт	Энергия, переносимая лазерным излучением в единицу времени	P
Интенсивность	Ва	Величина, пропорциональная квадрату амплитуды электромагнитного колебания	J
Спектральная плотность энергии (мощность)	Дж x Гц -1 Вт x Гц -1	Ва	W l , W n (P l ,P n )
Средняя мощность импульса	Вт	Ва	P u,ср
Максимальная мощность импульса	Вт	Ва	P u, max
Спектральные параметры и характеристики
Длина волны	Ва	Ва	l
Частота	Ва	Ва	n
Ширина спектральной линии	Ва	Ва	d n d l
Степень хроматичности	Ва	Ва	d n / n d l / l
Пространственно-временные параметры и характеристики
Диаграмма направленности	Ва	Угловое распределение энергии или мощности лазерного излучения	Ва
Диаметр пучка	м	Диаметр поперечного сечения пучка лазерного излучения, внутри которого проходит заданная доля энергии или мощности лазера	d
Расходимость	рад, ср	Плоский или телесный угол, характеризующий ширину диаграммы направленности лазерного излучения в дальней зоне по заданному уровню углового распределения энергии или мощности лазерного излучения, определяемому по отношению к его максимальному значению	Q P
Энергетическая расходимость	рад, ср	Плоский или телесный угол, внутри которого распространяется заданная доля Ва энергии или мощности лазерного излучения	q S
Относительное распределение плотности энергии (мощности)	Ва	Распределение плотности энергии (мощности) излучения по сечению лазерного пучка, нормированное относительно максимального значения плотности энергии (мощности)	q W,P , q W,S
Частота повторения импульсов	Гц	Отношение числа импульсов лазерного излучения ко времени	F
Длительность импульсов	с	Ва	t u
Параметры когерентности
Степень пространственно-временной когерентности	Ва	Модуль комплексной степени пространственно-временной когерентности при фиксированных координатах точки в пространстве и времени, равный: , где 0 ; 0.5 g 12 ( t ) 0.5 ; 1, G 12 ( t ) тАФ функция взаимной когерентности, G 11 ( O ), G 22 ( O ) тАФ функции взаимной когерентности для точек пространства с радиус-векторами r 1, r 2 соответственно при t =0	0.5 g 12 ( t ) 0.5
Степень пространственной когерентнсти	Ва	Модуль комплексной степени временной когерентности для фиксированной точки пространства, равный , где G 12 ( O ) тАФ функция пространственной когерентности	0.5 g 12 (О) 0.5
Степень временной когерентности	Ва	Модуль комплексной степени временной когерентности для фиксированной точки пространства, равный , где Г 11 ( t ) тАФ функция взаимной когерентности для точки пространства с радиусом-вектора r 1	0.5 g 11 ( t ) 0.5
Время когерентности	с	Минимальное запаздывание, для которого степень временной когерентности принимает значение равное нулю	Ва
Длина когерентности	м	Произведение времени когерентности на скорость электромагнитного излучения в вакууме	D К
Параметры поляризации
Плоскость поляризации	Ва	Плоскость, проходящая через направление распространения линейно-поляризованного лазерного излучения и направление его электрического вектора	Ва
Эллиптичность поляризованного лазерного излучения	Ва	Отношение малой полуоси эллипса, по которому поляризовано лазерное излучение к его большой полуоси	Ва
Степень поляризации	Ва	Отношение интенсивности поляризованной составляющей лазерного излучения к полной его интенсивности	Ва

Ва

Измерение энергетических параметров и характеристик лазерного излучени я

Для измерения энергетических параметров лазерного излучения могут использоваться самые разнообразные методы, основанные на различных физических и химических эффектах взаимодействия лазерного излучения с веществом, последнее может находиться в любом агрегатном состоянии. Однако наиболее широкое распространение получили методы, основанные на преобразовании энергии лазерного излучения в тепловую энергию (тепловой метод) и в энергию электрического тока (фотоэлектрический и пироэлектрический методы). Реже применяется пондеремоторный метод, основанный на преобразовании энергии лазерного излучения в механическую энергию

Измерение мощности и энергии лазерного излучения

Существующие средства измерения (СИ) энергетических параметров лазерного излучения содержат приемный (первичный) измерительный преобразователь (ПИП), измерительное устройство, а также отсчетное, или регистрирующее устройство. В ПИП энергия лазерного излучения преобразуется в тепловую или в механическую энергию или в электрический сигнал, доступные для дальнейшего преобразования и измерения

Различают ПИП поглощающего и проходного типа. В преобразователях поглощающего типа поступающая на вход энергия лазерного излучения почти полностью поглощается и рассеивается в нем. В преобразователях проходного типа рассеивается лишь часть поступившей на вход энергии излучения (как правило, небольшая), а большая чисть изучения проходит через преобразователь и может быть использована для требуемых целей

Измерительное устройство включает преобразовательные элементы и измерительную цель. Их назначение тАФ преобразование выходного сигнала ПИП в сигнал, подаваемый на отсчетное или регистрирующее устройство. Отсчетное или регистрирующее устройство служит для считывания или регистрации значения измеряемой величины в аналоговой или цифровой форме

Обычно ПИП конструктивно выполняется в виде отдельного блока, называемого измерительной головкой, а измерительное и отсчетное устройства тАФ в виде измерительного блока. В измерительный блок могут быть включены дополнительные устройства, например цепи коррекции дрейфа нуля, температурной и электрической стабилизации и др

Тепловой метод

Сущность этого метода состоит в том, что энергия излучения при взаимодействии с веществом приемного преобразователя превращается в тепловую энергию, которая впоследствии измеряется тем или иным способом. Для измерения тепловой энергии, выделившейся в ПИП, обычно используют: тАФтермоэлектрический эффект Зеебека (возникновение ТЭДС между нагретым и холодным спаями двух разнородных металлов или полупроводников); тАФявление изменения сопротивления металлов и полупроводников при изменении температуры (болометрический эффект); фазовые переходы "твердое тело-жидкость" (лед-вода); тАФэффект линейного или объемного расширения веществ при нагревании и др

Необходимо отметить, что все тепловые ПИП в принципе являются калориметрами. Однако в литературе сформировались устойчивые названия ПИП, ассоциируемые обычно с некоторой совокупностью характерных признаков, свойственных приемным преобразователям определенных типов (термоэлементы, болометры, пироприемники и пр. )

Наиболее широкое распространение для измерения таких усредняемых во времени энергетических параметров лазерного излучения, как энергия и средняя мощность, получили калориметры. Они имеют достаточно конструктивно развитый приемный элемент, не объединенный с чувствительным элементом. К достоинствам калориметров относятся широкий спектральный и динамический диапазон работы, высокая линейность, точность и стабильность характеристик, простота конструкции, возможность их использования с высокоточными, хотя и инерционными цифровыми приборами, возможность калибровки преобразователей по эквивалентному электрическому воздействию

Любая калориметрическая система (рис.1.1) содержит внутреннее калориметрическое тело К (приемный элемент), в котором протекает процесс выделения (или поглощения) тепла, и внешнюю оболочку О , с которой происходит теплообмен калориметрического тела путем теплопроводности, конвекции и излучения

Ва

Ва Ва Ва Ва Ва Ва Ва Ва Ва Ва

Рисунок 1 . 1 Принципиальная схема калориметра

Тепловой поток Д Ва от калориметрического тела на оболочку зависит главным образом от разности температур их поверхностей Ф=G T (T k -T o ) , где G T тАФ параметр, характеризующий тепловую проводимость cреды между калориметрическим телом и оболочкой. Часто теплообмен между K и O характеризуют также Ва обратной величиной R T =1/G T , имеющей смысл теплового сопротивления среды. Наиболее широкое распространение для измерения таких усредненных во времени энергетических параметров лазерного изучения, как энергия и средняя мощность, получили калориметры переменной температуры (или неизотермические калориметры), у которых в процессе измерения Т K =f(t) № const . Уравнение теплового равновесия калориметрического тела K с оболочкой О в таком калориметре в предположении бесконечной температуропроводности вещества K имеет вид:

ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (1.1) где P(t) тАФ мощность, рассеиваемая в калориметре; c тАФ теплоемкость K : T=T K -T O

У непрерывных лазеров характерным энергетическим параметром, который указывается в паспорте, является мощность лазера P . У лазеров, работающих в режиме свободной генерации одиночных импульсов лазерного излучения, обычно нормируется энергия импульса W u . Лазеры, работающие в режиме модуляции добротности резонатора и в режиме синхронизации мод, обычно характеризуются значением W u и дополнительно значением максимальной P Umax или средней P Uср мощности импульса. Импульсно-периодические лазеры характеризуются средней мощностью P ср со временем усреднения, значительно превышающим период следования импульсов

В соответствии с этим рассмотрим некоторые частные решения дифференциального уравнения (1.1)

1. Мощность, рассеиваемая в калориметре, не изменяется во времени, т.е. P(t)=P O =const . Тогда

ВаВа (1.2) где t =R T C Ва постоянная времени калориметра

Максимальное значение Т(t) достигается при t Во v и равно T max =R T x P O .

2. Мощность в калориметре выделяется в виде периодической последовательности прямоугольных импульсов: P O , t u и q тАФ импульсная мощность, длительность и скважность импульсов соответственно. Можно показать, что в этом случае для значений параметров лазерного излучения, наиболее часто встречающихся на практике ,

(1.3) ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа 3. В калориметре рассеивается энергия одиночного прямоугольного импульса. Температура калориметрического тела в этом случае изменяется во времени следующим образом:

Ва (1.4)

при 0 ; t ; t u

при t u ; t< v

ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа

Ва

Ва Максимальное значение Т(t) достигается при t= t u и равно T max = B x R T x W u (W u =P O x t u импульса; д -- постоянная калориметра) . Перечисленные частные случаи описывают три основных режима работы калориметрических преобразователей переменной температуры: режим измерения мощности непрерывных лазеров, средней мощности импульсно-периодический лазеров и режим измерения энергии одиночных лазерных импульсов

В рассматриваемых калориметрах наибольшее распространение получили твердотельные приемные измерительные преобразователи. Такие ПИП часто изготавливают в виде полостей тАФ полого конуса, сферы с отверстием, полого цилиндра, а также комбинацией этих элементов. За счет использовать эффекта многократных переотражений излучения внутри полости удается увеличить коэффициент поглощения приемного преобразователя и тем самым расширить рабочий диапазон длин волн, а также увеличить верхний предел измерения мощности и энергии лазерного излучения

Ва

Ва

Ва Ва Ва Ва Ва Ва Ва Ва Ва Ва

Рисунок 1 . 2 Упрощенная конструкция калориметрического ПИП прибора ИМО-2

В качестве примера на рис.1.2 Ва изображен ПИП прибора ИМО-2, серийно выпускаемого отечественной промышленностью для измерения средней мощности и энергии импульсов лазерного излучения. Здесь приемный элемент 1 выполнен в виде медного конуса со встроенным электрическим нагревателем для градуировки, причем на его приемную поверхность нанесено поглощающее покрытие, В качестве чувствительного элемента 2 применена медно-константановая термобатарея, содержащая более 2000 термопар, равномерно распределенных между наружной поверхностью приемного элемента и поверхностью пассивной теплоемкой оболочки 3 калориметра. Термобатарею получают путем меднения полувитков спирали прямоугольного сечения из константановой тАФ проволоки. Такие элементы не требуют включения в состав ПИП источников питания, так как их выходной величиной является термо-ЭДС, возникающая между холодным и нагретым Ва спаями разнородных металлов и полупроводников. Большое количество термопар в составе термобатареи повышает чувствительность таких ПИП

Измерительная головка ИМ0-2 содержит две одинаковые Ва калориметрические секции с ПИП, которые находятся внутри пассивного термостата, образованного толстостенным медным корпусом и кожухом измерительной головки. Для уменьшения нестабильности ПИП термобатареи включены последовательно навстречу друг другу, что позволяет исключить влияние температуры окружающей среды. Измерительной блок содержит стабильный усилитель постоянного тока для усиления сигнала с выхода термопреобразователя, стабилизированный источник постоянного напряжения для проверки сохранности градуировочной характеристики прибора в процессе эксплуатации, цепи коммутации и регулировки коэффициента усиления УПТ и аналоговое отсчетное устройство

Для расширения верхнего предела измерения мощности непрерывного лазерного излучения в комплекте прибора имеется ослабитель

Основные технические характеристики прибора ИМО-2 и некоторых других тепловых средств измерений мощности и энергии лазерного излучения, серийно выпускаемых промышленностью, приведены Ва в табл. 2

В приборе ИКТ имеется также конический элемент, который обладает более высокой стойкостью к лазерному излучению в вследствие того, что на его конический приемный элемент действует лазерное излучение, прошедшее рассеивающий матированный сапфировый элемент. В результате этого излучение распределяется по всей приемной поверхности и плотность его снижается. В качестве чувствительного элемента здесь используется термометр сопротивления, выходной величиной которого является изменение электрического сопротивления ПИП под действием изменения температуры приемного элемента, возникающего при поглощении падающего излучения. Поэтому в состав таких ПИП должен входить источник питания. Измерительная головка ИКТ, так же как и в ИМ0-2, содержит два одинаковых ПИП с термометрами сопротивления, включенных в плечи моста постоянного тока

Примером ПИП проходного типа может служить малоинерционный проволочный болометрический измеритель средней мощности излучения (рис.1.3). Такой ПИП выполнен в виде двух редких решеток из тонких металлических проволок, перекрывающих все сечение пучка излучения и соединенных последовательно. Принцип работы преобразователя основан на болометрическом эффекте, возникающем при частичном поглощении проходящего через решетки лазерного излучения

Для редкой двойной решетки, если ее период c значительно превышает диаметр d проволоки, полные потери оптического излучения, включающие потери на отражение, дифракцию и поглощение в элементах решетки, не превышають реализованы в полной мере лишь при условии адек-ватных изменений в подготовке и использовании человеческого фактора.
В условиях формирования новых механизмов хозяйствования, ориентиро-ванных на рыночную экономику, перед предприятиями встаёт необходимость работать по-новому, считаясь с законами и требованиями рынка, овладевая но-вым типом экономического поведения, приспосабливая все стороны производ-ственной деятельности к меняющейся ситуации. В связи с этим возрастает вклад каждого работника в конечные результаты деятельности предприятия. Одна из главных задач для предприятий различных форм собственности - поиск эффективных способов управления трудом, обеспечивающих активизацию че-ловеческого фактора.
Решающим причинным фактором результативности деятельности людей является их мотивация.
Мотивационные аспекты управления трудом получили широкое примене-ние в странах с развитой рыночной экономикой. В нашей стране понятие моти-вации труда в экономическом смысле появилось сравнительно недавно в связи с демократизацией производства. Ранее оно употреблялось, в основном, в про-мышленной экономической социологии, педагогике, психологии. Это объясня-лось рядом причин. Во-первых, экономические науки не стремились проанали-зировать взаимосвязь своих предметов с названными науками, и, во-вторых, в чисто экономическом смысле до недавнего времени понятие «мотивация» за-менялось понятием «стимулирования». Такая усеченность понимания мотива-ционного процесса приводила к ориентации на краткосрочные экономические цели, на достижение сиюминутной прибыли. Это разрушительно действовало на потребностно-мотивационную личности работника, не вызывало заинтере-сованности в собственном развитии, самосовершенствовании, а ведь именно эта система сегодня наиважнейший резерв повышения эффективности произ-водства.
Трудовая мотивация - это процесс стимулирования отдельного исполните-ля или группы людей к деятельности, направленный на достижение целей орга-низации, к продуктивному выполнению принятых решений или намеченных работ. Целью курсовой работы является исследование и разработка предложе-ний по совершенствованию мотивации и стимулирования труда работников ЗАО «Элепс-Ижевск». Совершенствование системы мотивации и стимулирова-ния труда в настоящее время является одной из наиболее актуальных проблем для всех предприятий, в том числе и ЗАО «Элепс-Ижевск» активно занимается исследованиями в области изучения факторов, влияющих на работоспособность сотрудников предприятия и их производительность.
Основными задачами, которые будут решаться в курсовой работе, являют-ся: выявление мотивационной структуры работников подразделения, определе-ние силы проявления мотивационных установок, разработка многофакторной модели оплаты труда, оценка эффективности труда, а также будут описаны со-временные подходы к формированию модели оплаты труда, сущность и теории мотивации.
Настоящее исследование базируется на теоретических положениях, науч-ных принципах в области анализа экономических и финансовых процессов то-варного обращения, коммерции и технологии торговых процессов. Для реше-ния задач, рассматриваемых в работе, использованы классификации, статисти-ческие группировки, логический, сравнительный анализ и другие методы. Ин-формационной базой исследования являются практические материалы работы ЗАО «Элепс-Ижевск». Практическая значимость результатов исследования со-стоит в обосновании направлений и содержания работы ЗАО «Элепс-Ижевск», улучшении его экономических и финансовых показателей.
2. АНАЛИЗ ФИНАНСОВОГО СОСТОЯНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
2.1. Анализ и оценка имущества

Сравнительный анализ финансового состояния будет проведен за 3 периода – по состоянию за 9 месяцев 2002 г., 2003 г. и 2004 г.
Устойчивость финансового положения предприятия в значительной степени зависит от целесообразности и правильности вложения финансовых ресурсов в ак-тивы. Активы динамичны по своей природе. В процессе функционирования пред-приятия и величина активов, и их структура претерпевают постоянные изменения.
Актив баланса позволяет дать общую оценку имущества, находящегося в распоряжении предприятия, а также выделить в составе имущества оборотные (мобильные) и внеоборотные (иммобилизованные) средства. Имущество - это основные фонды, оборотные средства и другие ценности, стоимость которых отражена в балансе. Данные аналитических расчётов приведены в таблице 2.1.
На основе данных аналитической табл. 2.1 можно сделать выводы:
? общая стоимость имущества снизилась за отчетный период на 108,189 тыс. руб. Это изменение свидетельствует о спаде хозяйственной деятельности предприятия;
? уменьшение стоимости имущества на 108,189 руб. сопровождалось внут-ренними изменениями в активе: при уменьшении внеоборотных активов на 379,899 тыс. руб. (на 17,6%) произошел рост стоимости оборотных средств на 271,71 тыс. руб. (рост на 17,6%);
? рост стоимости оборотных активов в целом произошло вследствие увели-чения денежных средств на 5,6% и роста запасов организации на 14,0%;
? при общем снижении имущества предприятия основное финансирование было направлено на пополнение оборотных средств. Из всех групп вне-оборотных активов наблюдается увеличение только незавершенного строительства на 8,0 тыс. руб., в остальных – снижение;
Список литературы

1. Анисимов Л.М. Трудовой договор. М.: Экономика, 2004.
2. Антосенков Е., Кокин Ю. Реформа заработной платы - ожидание и реальность. // Экономист. 2003. - №4.
3. Галенко А.П., Страхова О.А., Файбушевич С.И. Управление персоналом и эффек-тивность предприятий. М.: Экономика, 2004.
4. Грачев М.В. Управление трудом. М.: Наука, 2003.
5. Губанов С. Система организации и поощрения труда (опыт методической разработки). // Экономист. - 2003. - № 3.
6. Жуков Л.И., Горшков В.В. Справочное пособие по труду и заработной плате. М.: Финансы и статистика, 2003.
7. Заработная плата. Издание третье переработанное и дополненное. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 2004.
8. Киселев И.Я. Трудовое право в условиях рыночной экономики. М.: Экономика, 2003.
9. Трудовой кодекс РФ. М.: изд-во Брандес, 2002.
10. Комментарий законодательства о трудовом договоре. – М.: Юрид. Лит-ра, 2003.
11. Коршунова Т.Ю., Нуртдинова А.Ф. Трудовой договор в современных условиях. // Государство и право. 2002. № 2.
12. Минин Э.В., Щербаков В.И. Заработная плата: вопросы и ответы: Справочно-методическое пособие. - М.: Экономика, 2003.
13. Ойнер К.Ф., Жданович Э.Ф. Оплата труда и материальное стимулирование. М.: Экономика, 2004.

Посмотрите похожие работы

Посттравматические стрессовые расстройства. Методы саморегуляции психических состояний

Профилактика девиантного поведения подростков

Анализ использования НЛП в рекламе

Личностные особенности детей-инвалидов с нарушением зрения, подходящих социально-психологическую реабилитацию

Проблемы взаимодействия личности и социума в трудах Эриха Фромма

Информация о готовой работе

Тема	Психологическое сопровождение развития личности ребенка-инвалида
Год защиты:	2006 г.
Цена:	3000 руб.
Объем работы:	92 стр.
Тип работы:	Диплом.
Содержание:	Заданная тема диплома: Психологическое сопровождение развития личности ребенка-инвалида СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЛИЧНОСТИ РЕБЕНКА-ИНВАЛИДА. 9 1.1. Роль и значение психологического сопровождения в развитии личности ребенка-инвалида 9 1.2. Особенности работы педагога – психолога с различными категориями детей-инвалидов 30 Выводы 39 ГЛАВА 2. СОДЕРЖАНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНО- ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ РАБОТЫ 40 2.1. Принципы и этапы исследования 40 2.2. Содержание и результаты опытно- экспериментальной работы 45 2.3. Программа психологического сопровождения развития личности ребенка-инвалида 50 Выводы 62 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64 ЛИТЕРАТУРА 68 ПРИЛОЖЕНИЕ 72
Выдержка из работы:
Введение:	Актуальность и постановка проблемы исследования. В настоящие время проблема психологического сопровождения детей-инвалидов является предметом исследования специалистов многих отраслей научного знания. Психологи, философы, социологи, педагоги, социальные пси-хологи и т. д. рассматривают различные аспекты этого процесса, исследуют механизмы, этапы и стадии, факторы психологического сопровождения. Однако проблемы психологического сопровождения инвалидов в целом, и детей-инвалидов в частности в отечественной литературе все еще не являются предметом специального исследования. Хотя проблема психологиче-ского сопровождения детей, подростков и взрослых с нарушениями психиче-ского и физического развития весьма актуальна и в теоретическом, и в практи-ческом отношении. По данным ООН, в мире насчитывается примерно 450 миллионов людей с нарушениями психического и физического развития. Это составляет 1/10 чис-ла жителей нашей планеты. Данные всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) свидетельству-ют, что число таких жителей в мире достигает 13% (3% детей рождаются с не-достатками интеллекта и 10% детей с другими психическими и физическими недостатками) всего в мире около 200 миллионов детей с ограниченными воз-можностями. Более того, в нашей стране, как и во всем мире, наблюдается тенденция роста числа детей-инвалидов. В России частота детской инвалидности за по-следнее десятилетие увеличилась в два раза. В 1995 году в органах социальной защиты населения состояло на учете свыше 453 тысяч детей-инвалидов, получающих социальную пенсию. Но фак-тически таких детей в два раза больше: по расчетам ВОЗ их должно насчиты-ваться около 900 тыс. – 2–3 % детской популяции Ежегодно в стране рождается около 30 тысяч детей с врожденными на-следственными заболеваниями, среди них 70–75 % являются инвалидами (А.М. Панов, 1995). Инвалидность у детей означает существенное ограничение жизнедея-тельности, она способствует социальной дезадаптации, которая обусловлена нарушениями в развитии, затруднениями в самообслуживании, общении, обу-чении, овладении в будущем профессиональными навыками. Освоение детьми-инвалидами социального опыта, включение их в существующую систему обще-ственных отношений требует от общества определенных дополнительных мер, средств и усилий (это могут быть специальные программы, специальные цен-тры по реабии при величине флуктуаций тока 0.1 мкА, вызываемых температурным дрейфом, толчками и вибрациями, дает возможность уверенно измерять давление непрерывного излучения более 1кВт. Если излучение промодули ровать так, чтобы подвижная система механотрона вошла в резонанс, нижний предел измерения может достичь 100 Вт. Поэтому механотронный преобразователь обычно применяют для измерения больших уровней мощности и энергии импульсов лазерного излучения, например непрерывного излучения мощных СО 2 -лазеров и импульсного на стекле с неодимом Опыт, накопленный при разработке и эксплуатации различных типов измерителей энергии и мощности лазерного излучения, позволяет сделать заключение об областях применения, достоинствах и недостатках различных методов К достоинствам теплового метода измерения энергетических параметров лазерного излучения относятся широкие спектральный и динамический диапазоны измерения, простота и надежность измерительных средств. В настоящее время в некоторых калориметрических измерителях достигнута наиболее высокая точность измерения, а при использовании пироэлектрических приемников излучения и быстродействующих термоэлементов и болометров удалось получить быстродействие до единиц наносекунд К недостаткам теплового метода можно отнести малое быстродействие и чувствительность как раз тех тепловых приборов, которые обеспечивают наиболее высокую точность измерения В приборах, основанных на фотоэлектрическом действии излучения, достигаются максимальная чувствительность и быстродействие; это позволяет использовать их в качестве измерителей формы импульсов и импульсной мощности вплоть до субнаносекундного диапазона. Недостатками таких приборов является сравнительно узкий спектральный диапазон и обычно невысокий верхний предел измерения мощности (энергии), а также большая погрешность измерений (5тАж30%) по сравнению с тепловыми приборами Преимущество пондеромоторного метода тАФ высокий верхний предел измерения энергии и мощности излучения при достаточно высокой точности абсолютных измерений. Основной недостаток тАФ жесткие требования к условиям эксплуатации (особенно к вибрации) и, вследствие этого, ограничения к применению в полевых условиях Измерение основных параметров импульса лазерного излучения Как известно ряд активных сред в силу принципиальных или технических ограничений обычно работают в импульсном режиме генерации, Сюда в первую очередь относятся лазеры на самоограниченных переходах тАФ азотный лазер, генерирующий в УФ диапазоне ( l =337,1 нм), и лазер на парах меди, дающий мощные импульсы зеленого излучения ( l =510,5 нм), Еще более широко распространены рубиновые лазеры и лазеры на неодимовом стекле, импульсный характер генерации которых обусловлен прежде всего особенностями системы накачки и охлаждения активной среды. И наконец, в некоторых наиболее ответственных случаях для повышения пиковой мощности излучения некоторые лазеры переводятся в режим управляемой генерации; при этом наиболее часто используются методы управления добротностью резонатора для получения так называемого гигантского импульса и синхронизации продольных мод с целью получения пикосекундных (правильнее тАФ сверхкоротких) импульсов В результате возникает задача измерения основных параметров генерируемого лазером импульса излучения. Очевидно, что наиболее простым было бы построение измерений по схеме получения абсолютной зависимости мощности излучения от времени P(t) с последующим извлечением из нее всех интересующих величин тАФ обычно это пиковая мощность P u,max =P(t * ) , энергия импульса и его длительность D t. Однако точность таких измерений обычно невелика. Поэтому, как правило, разделяют измерение временных ( Р max и t u ) и энергетических ( W ) параметров, что кроме повышения точности получаемых результатов позволяет упростить сами измерения. При этом измерение энергии импульса проводится обычно с помощью калориметрического измерителя (см.1.1), обеспечивающего наибольшую точность, или фотодиода с последующим интегрированием фототока, а измерение зависимости Р(t) тАФ с помощью фотоэлектронного приемника с высоким временным разрешением. Именно по такой схеме построены серийные приборы марок ФН и ФУ, рассчитанные на работу в диапазоне 0.4тАж1.1 мкм при энергии в импульсе 10 -3 тАж10 Дж и пиковой мощности 10 4 тАж10 8 Вт; при длительности импульса t u =2.5тАж5 x 10 -9 с и частотой повторения F < 1 кГц погрешность измерения энергии d E В» 20%, а мощность около 25% Анализ параметров импульса с помощью осциллографа. Для измерения формы импульса и его временных параметров (в частности, длительность импульса t u , времен нарастания и спада и т.п.) используют быстродействующие фотоприемники с высокой линейностью световой характеристики. К ним, в первую очередь, относятся специально разработанные во ВНИИОФИ коаксиальные фотоэлементы серии ФЭК, рассчитанные на нагрузку 75 Ом и напряжение питания 1000 В; их временное разрешение (собственная постоянная времени) колеблется в пределах от 10 -9 до 10 -10 с, и максимальный фототок от 1 до 7 А у разных марок, отличающихся конструкцией и типом фотокатода Таким образом, вопрос об эффективном преобразовании светового импульса в электрический в первом приближении (по крайней мере для лазеров с "гигантским" импульсом) можно считать решенным. Для исследования формы полученного электрического импульса используются как обычные универсальные осциллографы с полосой пропускания до 10 7 Гц, так и специальные скоростные осциллографы с полосой пропускания 1..5 ГГц и чувствительностью ВаВа ~ 1 мм/В. Последние обычно не имеют усилителя (вертикального входа), и сигнал в них подается непосредственно на верительные отклоняющие пластины, что и обеспечивает широкую полосу пропускания, но при низкой чувствительности к входному сигналу. Дальнейший анализ осциллограммы проводится по ее фотоснимку, а также при использовании ЭЛТ с длительным свечением люминофора или с накоплением заряда и последующим его многократным считывании Ввиду плохой воспроизводимости параметров лазерных импульсов использование стробоскопических методов исследования не обеспечивает необходимой точности измерений и потому обычно не практикуется Изучение формы сверхкоротких лазерных импульсов Как указывалось в 1.1.2, наиболее быстродействующие фотоэлектрические приемники излучения имеют постоянную времени 10 -10 тАж10 -9 с, т.е. с их помощью можно надежно исследовать только "гигантские" импульсы, типичная длительность которых составляет 10 -8 с, а времена нарастания и спада могут быть значительно короче. Поэтому при исследовании временных зависимостей в случае наиболее коротких гигантских импульсов и, особенно, пикосекундных импульсов используют косвенные методы, основанные на применении временной развертки, используемой в электронных и оптических осциллографах. В настоящее время принцип сверхскоростной временной развертки реализован как на базе оптико-механической развертки с растрами (кинокамера типа "лупа времени"), Что позволяет зарегистрировать Набор малоинформативных двумерных изображений с частотой съемки 10 5 тАж10 8 кадр/с, так и на базе непрерывной одномерной (щелевой) оптико-механической развертки (щелевые фоторегистраторы) с временным разрешением от 10 -7 до 3 x 10 -9 с. Таким образом, использование оптико-механической развертки не позволяет сколько-нибудь существенно улучшить временное разрешение, обеспечиваемое малоинерционными фотоприемниками, но позволяет получить набор двумерных (например, распределение по поперечному сечению пучка) или одномерных (одномерное сечение пучка, спектр и т.п.) изображений, правда, только для излучения лазеров УФ, видимого и ближнего ИК диапазонов, что определяется ограниченным спектральным диапазоном используемых фотопленок Поэтому в некоторых случаях применяют электронную развертку одно- или двумерных электронных "изображений", поступающих с фотокатода (сурьмяно-цезиевого, многощелочного или кислородно-цезиевого, что оговаривается Ва при заказе конкретного прибора) ЭОПа. В случае Ва использования кислородно-цезиевого фотокатода "красная" граница достигает 1.3 мкм. Однако более существенным преимуществом используемых для высокоскоростной регистрации ОЭПов является значительное усиление яркости регистрируемого изображения тАФ до (10 3 тАж10 8 ) х в многокаскадных (2тАж6) приборах; это важно при регистрации маломощных пикосекундных импульсов. В зависимости от электронной системы развертки можно получить 9тАж12 отдельных кадров (двумерных изображений) с временем экспонирования до 10 -9 тАж5 x 10 -13 с, что обеспечивается отдельным электронным затвором, расположенным обычно у фотокатода. Частота смены кадров, обеспечиваемая за счет синхронной работы двух взаимно перпендикулярных систем электростатического отклонения (всего пучка фотоэлектронов), гораздо ниже, что затрудняет исследование динамики процесса генерации По этой причине ЭОПы с разверткой обычно используют для исследования только временных зависимостей интенсивности сфокусированного (монохроматическим объективом) пучка излучения пикосекундного лазера. Применяемая при этом одномерная (обычно линейная) развертка может иметь скорость до 10 10 см/с, что обеспечивает получение на выходном люминесцентном экране ( Ж 40 мм) с разрешением от 5тАж10 лин/мм (в 5-6-каскадных ЭОПах) до 50 лин/мм (в однокаскадных) временной разрешающей способности 10 -11 с. Рекордная скорость одномерной (спиральной) развертки (6 x 10 10 см/с) достигнута в ЭОПе "Пикохрон-1" за счет использования на отклоняющих пластинах СВЧ-напряжения ( l = 3 см ); соответственно при разрешающей способности (не экране) 5 лин/мм временное разрешение моют достигать 5 x 10 -13 с, что соответствует временным разбросам пролета электронов в пучке, и поэтому не может быть улучшено повышением скорости развертки. Характерно, что для обеспечения удовлетворительных яркости характеристик выходного сигнала (спирали на люминесцентных экранах) "Пикохрон-1" имеет шестикаскадную систему усиления, в результате чего яркость возрастает в 10 7 тАж10 8 раз по сравнению с исходной (но существенно падает разрешающая способность выходного "изображения") Таким образом, вопрос исследования временных зависимостей генерации пико- и даже фемтосекундных импульсов лазерного излучения можно считать в первом приближении решенным. Однако сложность, высокая стоимость, громоздкость и необходимость высококвалифицированного обслуживания затрудняет в некоторых случаях практическое использование камер с оптико-механической и электронной развертками Ва Вместе с этим смотрят: Изобретение радио А. С. Поповым Индивидуальный электротранспорт XXI века Использование роботов на промышленных предприятиях Исследование реверсивного счетчика Закажи дипломную, курсовую, реферат через ВКонтакте Copyright © yurii.ru - 2023