چگونه کیفیت پرتو لیزر را ارزیابی کنیم؟ (قسمت 2)

کیفیت پرتویکی از پارامترهای اصلی مشخصه های پرتو لیزر است. مردم معمولاً از کلمات "جهت بالا، روشنایی بالا، پیوستگی بالا" برای خلاصه کردن ویژگی های پرتو لیزر استفاده می کنند، و پهنای خط لیزر انسجام زمانی لیزر را تا حد معینی تعیین می کند، قدرت لیزر با روشنایی لیزر همبستگی مثبت دارد. و کیفیت پرتو لیزر ارتباط نزدیکی با جهت گیری لیزر دارد.

بنابراین کیفیت پرتو لیزر تأثیر مهمی بر کاربرد ارتباطات لیزری، انتقال انرژی از راه دور، تولید لیزر و سایر زمینه ها دارد.

3. StrehlRate

نسبت استرلر به عنوان نسبت شدت نور اوج میدان دور در محور پرتو واقعی به اوج شدت نور در محور پرتو ایده‌آل با همان توان و فاز یکنواخت تعریف می‌شود. بیان آن این است:

SR٪ e2٪ 89٪ 88exp (-(2٪ cf٪ 80٪ ce٪ b4٪ ce٪ a5 ٪ ce٪ bb) 2) (5)

جایی که، انحراف موج Δ- پرتو لیزر، λ- طول موج لیزر. ضریب نسبت استرلر اوج شدت نور را در محور میدان دور منعکس می کند که به خطای جبهه موج بستگی دارد و می تواند تأثیر اعوجاج جبهه موج را بر کیفیت پرتو منعکس کند.

اغلب در اپتیک اتمسفر استفاده می شود، عمدتا برای ارزیابی عملکرد سیستم های اپتیک تطبیقی ​​برای بهبود کیفیت پرتو استفاده می شود.

Streelby SR نقش مهمی در ارزیابی اثر تصحیح نوری تطبیقی ​​سیستم‌های تسلیحاتی لیزری با انرژی بالا ایفا می‌کند. سیستم تسلیحات لیزری پرانرژی عمدتاً از دو زیرسیستم تشکیل شده است: دستگاه لیزر پرانرژی و دستگاه جهت دهنده پرتو.

هنگامی که سیستم سلاح لیزری پرانرژی دارای تصحیح نوری تطبیقی ​​است، فقط کیفیت پرتو پرتو خروجی از لیزر، کیفیت پرتو خروجی پرتو کارگردان پرتو، و کیفیت پرتو لیزر پرانرژی به سطح هدف برای انعکاس بهبود کیفیت پرتو سیستم تطبیقی ​​در انتقال فضای انرژی لیزر پر انرژی کافی نیست و کیفیت پرتو پرتو قبل و بعد از اصلاح تطبیقی ​​باید ارزیابی شود.

SR برای انعکاس کیفیت پرتو از زاویه فاز استفاده می شود که می تواند عملکرد سیستم تطبیقی ​​را برای اصلاح اعوجاج جبهه موج بهتر منعکس کند. از طریق اندازه گیری و مقایسه SR در شرایط حلقه باز و بسته سیستم نوری تطبیقی، عملکرد کاری سیستم نوری تطبیقی ​​را می توان تحلیل و تعریف کرد:

n=SRS 'n (6)

فرمول فوق می تواند اثر تصحیح اعوجاج جبهه موج توسط سیستم نوری تطبیقی ​​را منعکس کند. در شرایط عملیاتی حلقه بسته، سیستم نوری تطبیقی ​​نیز دارای مشکل لرزش است که به طور جدی بر کیفیت پرتو تأثیر می گذارد.

بر اساس تجزیه و تحلیل عوامل اصلی مؤثر بر کیفیت پرتو، روش جبران بازخورد صفر و جبران اعوجاج جبهه موج از اهمیت عملی زیادی برای کنترل کیفیت پرتو برخوردار است. با این حال، نسبت Strehl تنها اوج شدت نور را در محور نوری میدان دور منعکس می‌کند و نمی‌تواند توزیع شدت نور مربوط به کاربرد انرژی را ارائه دهد.

علاوه بر این، فقط می تواند تقریباً کیفیت پرتو را منعکس کند و نمی تواند راهنمای بسیار مفیدی در طراحی سیستم نوری ارائه دهد.

4. فاکتور M

فاکتور M2 کیفیت پرتو لیزر توسط جامعه بین المللی نوری به رسمیت شناخته شده و توسط سازمان بین المللی استاندارد (ISO) توصیه می شود. فاکتور M2 بر محدودیت روش های رایج ارزیابی کیفیت پرتو غلبه می کند و استفاده از فاکتور M2 به عنوان استاندارد ارزیابی برای کنترل کیفیت و طراحی کمکی سیستم های لیزری از اهمیت بالایی برخوردار است.

روش ارزیابی فاکتور M2 اغلب برای پرتو لیزر با توزیع شدت پیوسته در بخش پرتو تولید شده توسط لیزرهای کم توان استفاده می شود. از آنجایی که از ممان دوم تیر برای تعیین عرض تیر استفاده می شود، ابزار اندازه گیری باید بالا باشد.

در فرمول روشنایی، قطر دور کمر پرتو لیزر برای نشان دادن ناحیه درخشندگی منبع نور ΔS{{0}}λd2o استفاده می‌شود، زاویه واگرایی میدان دور پرتو لیزر برای نشان دادن زاویه جامد نور استفاده می‌شود. منبع ΔΨ=14πθ2f، و محصول d0θf با ضریب M2 بیان می‌شود، سپس فرمول روشنایی پرتو لیزر را می‌توان بیان کرد: B= pδs ·ΔΨ=P(M2)2· λ2(21) ویژگی های پرتو لیزر را می توان با چندین پارامتر مانند توان، طول موج و کیفیت پرتو بیان کرد. فاکتور M2 کیفیت پرتو یک پارامتر ضروری برای مشخص کردن روشنایی بالا و انسجام فضایی خوب پرتو لیزر است.

توزیع میدان نور در حوزه های فضایی و فرکانس برای نشان دادن ضریب کیفیت پرتو M2 استفاده می شود، یعنی M2= 4πσs-σSv، می توان دانست که عامل M2 می تواند ویژگی های شدت را منعکس کند. توزیع و توزیع فاز میدان نور]. در مقایسه با سایر روش‌های ارزیابی، عامل M2 می‌تواند جوهره کیفیت پرتو را بهتر منعکس کند، جهانی بودن قوی دارد و توزیع فضایی شدت نور را به طور یکپارچه منعکس می‌کند.

فاکتور M2 برای ارزیابی کیفیت پرتو لیزر پرانرژی مناسب نیست. حفره تشدید لیزر پرانرژی به طور کلی ناپایدار است و پرتو لیزر خروجی نامنظم است، بنابراین "کمر نوری" وجود نخواهد داشت. علاوه بر این، برای یک پرتو لیزر پرانرژی با توزیع انرژی گسسته، شعاع نقطه محاسبه‌شده با تعریف لحظه دوم بسیار دور از واقعیت است. خطای فاکتور M2 حاصل بزرگ است.

ضریب M2 مستلزم آن است که توزیع شدت مقطع تیر نمی تواند لبه شیب دار داشته باشد، به عنوان مثال، برای یک "تیر فوق گوسی" ضریب M2 قابل اعمال نیست.

تعریف و اندازه گیری کیفیت پرتو لیزر با تولید و توسعه لیزر توسعه می یابد. در حال حاضر تعریف و اندازه گیری کیفیت پرتو لیزر به طور کامل به توافق نرسیده است و در حالت «تحقیق و استفاده» قرار دارد. با این حال، با پیشرفت علم لیزر و پیشرفت تکنولوژی، تعریف و اندازه گیری کیفیت پرتو همچنان با مشکلات و چالش های جدید بسیاری مواجه است.

اطلاعات تماس:

اگر ایده ای دارید، در صورت تمایل با ما صحبت کنید. مهم نیست که مشتریان ما کجا هستند و نیازهای ما چیست، ما هدف خود را دنبال خواهیم کرد تا با کیفیت بالا، قیمت پایین و بهترین خدمات به مشتریان خود ارائه دهیم.