Πώς να αξιολογήσετε την ποιότητα της δέσμης λέιζερ; (Μέρος 1)

Ποιότητα δέσμης λέιζερείναι ένας σημαντικός τεχνικός δείκτης του laser, και τα χαρακτηριστικά του laser αξιολογούνται από ποιοτική άποψη. Ωστόσο, εδώ και πολύ καιρό, δεν υπάρχει ακριβής ορισμός της ποιότητας της δέσμης και δεν έχει καθιερωθεί καμία τυπική μέθοδος μέτρησης, η οποία έχει φέρει ταλαιπωρία στην επιστημονική έρευνα και εφαρμογή.

Το 1988, η AE Seigman εισήγαγε μια παράμετρο αδιάστατης ποσότητας-παράμετρος ποιότητας δέσμης, η οποία περιέγραφε την ποιότητα της δέσμης λέιζερ πιο επιστημονικά και λογικά και υιοθετήθηκε από το πρότυπο προσχέδιο ISO/TC172/SC9/WG1 το 1991. Η έρευνα και η μέτρηση της ποιότητας της δέσμης λέιζερ παράγοντας έχει επίσης γίνει ένα hotspot έρευνας τα τελευταία χρόνια.

Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται συνήθως για την αξιολόγηση της ποιότητας της δοκού είναι:

Το αρχικό όριο περίθλασης πολλαπλών συντελεστών, ο λόγος Streier, ο λόγος περιφέρειας-ενέργειας, ο συντελεστής M2 ή ο αμοιβαίος συντελεστής Κ του (συντελεστής μετάδοσης δέσμης), ο ορισμός της ποικιλίας ποιότητας δέσμης αντιστοιχεί σε διαφορετικούς σκοπούς εφαρμογής, αντανακλώντας την έμφαση στην ποιότητα της δέσμης είναι επίσης διαφορετικός. Η ποιότητα της δοκού πρέπει να αξιολογείται σύμφωνα με τον συγκεκριμένο σκοπό εφαρμογής.

Η ποιότητα δέσμης είναι ένας σημαντικός τρόπος αξιολόγησης των χαρακτηριστικών ενός λέιζερ από την άποψη της ποιότητας, ο οποίος παίζει σημαντικό ρόλο στο σχεδιασμό, την κατασκευή, την ανίχνευση και την εφαρμογή του λέιζερ. Είναι πολύ σημαντικό να συζητήσουμε πώς να τελειοποιήσουμε την καθολικότητα των παραγόντων ποιότητας της δοκού, να αναλύσουμε τους παράγοντες που επηρεάζουν την ποιότητα της δοκού και να τους ελέγξουμε.

Για την ανάλυση της ακρίβειας της εμβέλειας λέιζερ μεγάλης εμβέλειας και της υψομετρίας λέιζερ, η μέτρηση της ποιότητας της δέσμης είναι ένας σημαντικός σύνδεσμος, ειδικά η κατανομή ενέργειας της δέσμης και το μέγεθος της απόκλισης Γωνία και πλάτος δέσμης, η επίδραση στην ηχώ εμβέλειας είναι πιο εμφανής , και ο παράγοντας ποιότητας δέσμης λέιζερ μπορεί να αντικατοπτρίζει την ποιότητα του λέιζερ εμβέλειας και να βελτιώσει την ακρίβεια μέτρησης.

1. Η αρχική περίθλαση περιορίζει πολλούς παράγοντες

Το αρχικό όριο περίθλασης πολλαπλών παραγόντων ορίζεται ως ο λόγος της απόκλισης απομακρυσμένου πεδίου Γωνία της μετρούμενης πραγματικής δέσμης προς τη γωνία απόκλισης μακρινό πεδίου της ιδανικής δέσμης και η έκφρασή της είναι =θ/θ{{3 }} (1)

Η γωνία εκπομπής μακριού πεδίου προσδιορίζεται από τον ασυμπτωτικό τύπο θ=limz→∞/w(z)z και w(z) είναι το πλάτος της φωτεινής κηλίδας και z είναι η αντίστοιχη θέση του φωτός σημείο. Στην περίπτωση που η παραξονική προσέγγιση και η περίθλαση του ανοίγματος είναι αμελητέα, το πλάτος της δέσμης w(z) στον ελεύθερο χώρο ικανοποιεί την ακόλουθη εξίσωση μετάδοσης:

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

Όπου z{{0}} είναι η θέση της μέσης w0. Για μια ιδανική δέσμη Gauss, το πλάτος κηλίδας w(z) ορίζεται από το πλάτος στη μέγιστη τιμή έντασης φωτός 1/e2 και το καθορισμένο μέγεθος κηλίδας περιέχει 86.5 τοις εκατό της συνολικής ισχύος της δέσμης Gauss .

Ο αρχικός οριακός συντελεστής περίθλασης είναι κυρίως κατάλληλος για την αξιολόγηση της δέσμης λέιζερ που μόλις εκπέμπεται από τον συντονιστή λέιζερ και μπορεί εύλογα να αξιολογήσει την ποιότητα της δέσμης κοντινού πεδίου. Είναι ένας στατικός δείκτης απόδοσης που περιγράφει την ποιότητα της δέσμης του συστήματος λέιζερ και δεν λαμβάνει υπόψη τις επιπτώσεις της ατμοσφαιρικής σκέδασης, του στροβιλισμού και του θερμικού φωτοστέφανου στο λέιζερ.

Στο οπλικό σύστημα αντιμέτρων λέιζερ, το προσδιορίζεται κυρίως από το L του οπλικού συστήματος λέιζερ που εξέρχεται από τη δέσμη και το d της δέσμης μέσω της κατεύθυνσης της δέσμης

2= 2L συν 2D (3)

Παρέχει μια βάση για την αξιολόγηση της ποιότητας δέσμης των οπλικών συστημάτων λέιζερ υψηλής ενέργειας.

Η μέτρηση της τιμής εξαρτάται από την ακριβή μέτρηση της απόκλισης απόμακρου πεδίου Γωνία της δέσμης, λόγω των παραγόντων του ίδιου του λέιζερ και της επίδρασης πολλών παραγόντων στη διαδικασία μετάδοσης της δέσμης λέιζερ, έτσι ώστε η κατανομή της έντασης της -Η δέσμη πεδίου περιέχει περισσότερα στοιχεία χωρικής συχνότητας υψηλής τάξης, η ένταση του λέιζερ μειώνεται με τη χρήση CCD για τη μέτρηση του πλάτους της κηλίδας, είναι δύσκολο να ανιχνευθεί το στοιχείο υψηλής τάξης του σημείου, η σχετική κατανομή χωρικής έντασης είναι πολύ καλό Είναι δύσκολο να αντικατοπτριστεί η συνιστώσα υψηλότερης τάξης του σημείου και η λαμβανόμενη τιμή δεν μπορεί να αντικατοπτρίζει πραγματικά την απώλεια ενέργειας που προκαλείται από τη διασπορά υψηλότερης τάξης. Οι ακριβείς απαιτήσεις μέτρησής του για το σύστημα ανίχνευσης είναι υψηλές και δεν είναι κατάλληλο για την αξιολόγηση της δέσμης που μεταδίδεται σε μεγάλη απόσταση.

2. Δακτυλιοειδής λόγος ενέργειας

Ο λόγος δακτυλιοειδούς ενέργειας, γνωστός και ως λόγος ισχύος της επιφάνειας στόχου (ή του βαρελιού), ορίζεται ως η ρίζα του λόγου της ιδανικής δακτυλιοειδούς ενέργειας (ή ισχύος) του φωτεινού σημείου εντός του καθορισμένου μεγέθους προς την πραγματική δακτυλιοειδή ενέργεια (ή δύναμη) του φωτεινού σημείου στο ίδιο μέγεθος. Η έκφρασή του είναι

BQ=Μετρήθηκε το Ideal P

Ή BQ=ΕΕ πραγματικό ιδανικό τεστ (4)

Η τιμή BQ χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της ποιότητας δέσμης απομακρυσμένου πεδίου για εφαρμογές παροχής ενέργειας και σύζευξης, σε συνδυασμό με την ενεργειακή συγκέντρωση της δέσμης στο στόχο.

Η διαφορά μεταξύ της τιμής και της τιμής BQ είναι ότι περιέχει ατμοσφαιρικούς παράγοντες και είναι ένας περιεκτικός δείκτης για την περιγραφή της ποιότητας δέσμης από την άποψη της μηχανικής εφαρμογής και του φαινομένου ζημιάς και ένας δυναμικός δείκτης οπλικών συστημάτων λέιζερ που επηρεάζονται από την ατμόσφαιρα. Η τιμή BQ σχετίζεται άμεσα με την ποιότητα της δέσμης και την πυκνότητα ισχύος, που είναι η αντανάκλαση της συγκέντρωσης ενέργειας, και έχει πολύ πρακτική σημασία για τη μελέτη της ενεργειακής σύζευξης και του φαινομένου ζημιάς μεταξύ του λέιζερ υψηλής έντασης και του στόχου.

Η περιγραφή της χωρικής κατανομής της έντασης του φωτός σε ένα μόνο βαρέλι είναι ανεπαρκής και η επιλογή της ιδανικής δέσμης πρέπει να είναι σαφώς καθορισμένη. Από την άποψη της μηχανικής εφαρμογής, το συμπαγές επίπεδο κύμα με το μέγεθος του κύριου καθρέφτη του συστήματος εκτόξευσης όπλων λέιζερ επιλέγεται ως ιδανική δέσμη με μια σχετικά απλή και πρακτική μέθοδο.

Για όπλα λέιζερ «σκληρής καταστροφής», το τυπικό μέγεθος πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερο, απαιτώντας υψηλότερη πυκνότητα ισχύος αιχμής, το τυπικό μέγεθος στην κύρια διάμετρο του κύριου καθρέφτη του συστήματος εκτόξευσης D που αντιστοιχεί στο μέγεθος ορίου περίθλασης είναι καταλληλότερο , περιέχει το 84 τοις εκατό της συνολικής ενέργειας που εκπέμπεται από το σύστημα, για όπλα λέιζερ "soft kill", απαιτεί υψηλότερο μερίδιο ενέργειας στο εύρος επιφάνειας στόχου, υψηλότερη μέση πυκνότητα ισχύος. Το μέγεθος της προδιαγραφής μπορεί να επιλεγεί ως το μέγεθος της καταστροφής στόχος.

Η τιμή BQ μετριέται συχνά με διαφορετικές μεθόδους μέτρησης ενέργειας περιορισμένης οπής και συστήματα ανίχνευσης που μπορούν να μετρήσουν την απόλυτη κατανομή ενέργειας στο διάστημα, απαιτώντας έναν ισχυρό ανιχνευτή συστοιχίας φωτός ή όργανο δίσκου στόχου που μπορεί να λάβει απευθείας λέιζερ υψηλής ενέργειας.

Χρησιμοποιείται συχνά για την αξιολόγηση της ποιότητας των έντονων ακτίνων λέιζερ, αλλά επειδή τα λέιζερ υψηλής ισχύος, όπως το υδροφθόριο (HF), το φθοριούχο δευτέριο (DF) και τα χημικά λέιζερ οξυγόνου-ιωδίου (COIL), γενικά υιοθετούν ένα μη σταθερό δομή κοιλότητας, η δέσμη εξόδου δεν είναι δέσμη Gaussian, υπάρχουν ορισμένες αβεβαιότητες στη μέτρηση της ποιότητας της δέσμης λέιζερ που παράγεται από μη σταθερά λέιζερ κοιλότητας.

Στοιχεία επικοινωνίας:

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ιδέες, μη διστάσετε να μιλήσετε μαζί μας. Ανεξάρτητα από το πού βρίσκονται οι πελάτες μας και ποιες είναι οι απαιτήσεις μας, θα ακολουθήσουμε τον στόχο μας να παρέχουμε στους πελάτες μας υψηλή ποιότητα, χαμηλές τιμές και την καλύτερη εξυπηρέτηση.