Измерение распределения интенсивности излучения

Регистрация распределения интенсивности излучения является необходимым этапом для определения всех пространственно-энергетических параметров пучка, в том его сечений, проекций и моментов различных порядков. Параметры пучка, определенные в дальней зоне характеризуют его расходимость.

Измерительные камеры

Измерительные камеры

Наиболее часто в составе измерителя ЛАМЕТ-1 используется измерительная камера КИ-2П, изображенная на рисунке. Ее объектив обеспечивает перестроение на ПЗС-матрицу распределения интенсивности излучения на диффузно отражающем экране. Перемещение экрана по кронштейну (и, даже, за его пределы) позволяет существенно изменять масштаб изображения и, соответственно, анализировать распределения интенсивности различных размеров. Менее часто (как правило, для конкретного применения) используются камеры без объектива, предусматривающие формирование распределения излучения непосредственно на ПЗС-матрице с установкой перед матрицей набора ослабляющих светофильтров. Наконец, для работы на трассе применяются камеры, регистрирующие распределение излучения на большом диффузно отражающем экране. Они имеют нерегулируемый объектив (с фиксированной наводкой на резкость) и устанавливаются на фиксированном расстоянии от экрана. Характерной чертой всех вышеуказанных измерительных камер является линейность. С учетом возможности сглаживания шумов, динамический диапазон камер составляет 500 раз (54 дБ), а диапазон измерений интенсивности при10% погрешности на порядок меньше – 50 раз (33 дБ). При одновременном измерении одного и того же распределения интенсивности излучения двумя камерами, подключенными к регистратору РИЦ822 и смещенными друг относительно друга по чувствительности на 30 дБ, можно обеспечить общий диапазон измерений порядка 60 дБ, а динамический диапазон порядка 80 дБ! Подробная информация о каждой камере приведена в ее паспорте.

Распределение интенсивности в ближней зоне

Распределение интенсивности в ближней зоне

Три варианта отображения распределения интенсивности в ближней зоне:

  • с помощью цветовой зависимости;
  • в виде изолиний;
  • изменением яркости черно-белого изображения.

Коррекция расходимости лазерного излучения

Коррекция расходимости лазерного излучения

Процесс коррекции расходимости лазерного излучения с помощью уменьшения фокального пятна. Видно, как от импульса к импульсу распределение в дальней зоне и, соответственно, ширина диаграммы направленности стягиваются к некоторому минимуму.

Серия импульсов

Серия импульсов

Представлены 5 распределений в фокальном пятне, зафиксированных в серии из 10 импульсов.

В данном случае наблюдается явное возрастание расходимости к концу серии.

Оценка кривизны волнового фронта

Оценка кривизны волнового фронта

Регистратор РИЦ822 позволяет обработать несколько зафиксированных пятен по отдельности. Это дает возможность, например, оценить изменение кривизны волнового фронта в течение серии импульсов. На рисунке слева приведено 3 распределения, каждое из которых формируется при регистрации одной камерой трех пятен одновременно. Одно пятно (среднее в каждом распределении) соответствует расчетной фокальной плоскости. Верхнее пятно соответствует плоскости, более близкой к фокусирующей линзе, а нижнее - более далекой плоскости. При недостаточной эффективности системы терморегулирования происходит смещение перетяжки в сторону фокусирующей линзы (уменьшение верхнего пятна и увеличение нижнего) в течение серии. При слишком интенсивной компенсации тепловых неоднородностей в течение серии наблюдается обратный эффект. По значениям диаметров всех трех пятен для каждого импульса определяется смещение перетяжки пучка относительно расчетной фокальной плоскости и, соответственно, наведенная кривизна волнового фронта.

Регистрация интерфрограмм

Регистрация интерфрограмм

  С помощью Регистратора РИЦ822 удобно регистрировать и обрабатывать различные интерферограммы. В данном случае достоинством является строго линейный режим регистрации распределения интенсивности, обеспечиваемый, например, измерительной телекамерой ТКИ-03.