Название: Лазерный спекл-коррелятор для исследования поверхностных процессов
Вид работы: реферат
Рубрика: Наука и техника
Размер файла: 35.36 Kb
Скачать файл: referat.me-255474.docx
Краткое описание работы: В этом докладе изложен принцип оптического метода исследования поверхностных явлений - коррозии, конденсации, испарения и тому подобных. Рассмотрена оптическая схема и прибора, реализующего изложенный принцип.
Лазерный спекл-коррелятор для исследования поверхностных процессов
ЛАЗЕРНЫЙ СПЕКЛ v КОРРЕЛЯТОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПРОЦЕССОВ.
к. ф.-м. н. Пресняков Ю.П.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ
Схема коррелятора показана на рис 1 , где 1 v гелий неоновый лазер, 2 v мотовое стекло , 3,5 v объективы, 4 v спекл v транспарант, 6 v фотодетектор, 7 v цифровой осциллограф или компьютер. |
|
При освещении шероховатой поверхности или матового стекла ?но просвет¦ при когерентном источнике освещения распределение интенсивности излучения является случайной функцией координат /1/. Подробное описание этого эффекта рассмотрено во многих публикациях, наиболее полное приведено, на мой взгляд , в работе /2/. Существенной характеристикой спекл-эффекта является интервал корреляции интенсивности определяемой формулой:
(1)
которую можно найти в книгах по теории случайных процессов. Наиболее полное изложение и близкое к оптическим явлениям представлено в фундаментальной монографии /3/.
Как показано в цитированных выще источниках, интервал корреляции имеет оценку для кругового пятна лазера на поверхности:
где,
-размер луча лазера на шероховатой поверхности по уровню
,
- рассьояние от матовой поверхности до плоскости наблюдения,
-длина волны лазера.
Случайные процессы, такие как коррозия, истирание в результате трения, осаждение частиц на поверхность или ее испарение и т.д. приводит к случайным изменениям микрорельефа , что служит причиной уменьшения функции корреляции (1) которая в этом случае принимает следующий вид:
(2)
где - распределение интенсивности до начала процесса,
- интенсивность в момент времени
после начала процесса,
Реализация метода измерения, описываемого формулой (2) осуществляется записью функции на фотопластине или в памяти компьютера и в последующем измерении светового потока интенсивностью
прошедшем фототранспорант или записью функции
в памяти компьютера и вычисление функции (2).
Практическое опробование метода осуществлялось для процесса исследования осаждения паров воды на матовую поверхность стекла. Носителем информации о функции служил негативный фототранспорант изготовленный на фотопластине Agta Gevaert, проявленной на месте экспозиции. Фотоэлектрическим детектором служил кремниевый фотодиод, с выхода которого электрический сигнал после усиления подавался на запоминающий цифровой осциллограф. На рис. 1 показана оптическая схема исследования поверхностных процессов ?на просвет¦. При исследовании непрозрачных объектов ?на отражение¦ лазер и фототранспорант находятся по одну сторону от поверхности.
Рис.2. (62KB) |
Скорость осаждения приведена на рис.2. Обработка Электрического сигнала выполнялась в предположении равномерной плотности вероятности распределения прироста рельефа поверхности благодаря конденсации паров. Расчетная формула получена с использованием вывода из /3/ для корреляции 4-го порядка для комплексной амплитуды световой волны![]() ![]() |
Литература.
1. М. Франсон. Оптика спеклов. М., Мир, 1980.
2. Laser Specle and Related Phenomena. Edited by J.C. Dainty. Applied Physics. vol. 9. 1975. p. 123-286.
3. С.М. Рытов, Ю.А. Татарский. Введение в статистическую радиофизику. М. : Наука. 1978.
Похожие работы
-
Естественно-научные концепции развития микроэлектронных и лазерных технологий
Развитие твердотельной электроники. Истоки современной микроэлектронной технологии. Повышение степени интеграции и новые технологии. Развитие лазерных технологий.
-
Сближение объектов до нанометровых расстояний
Сближение объектов до нанометровых расстояний промеж ними может интенсифицировать теплообмен промеж этими объектами.
-
Оптическая обработка информации
Измерение напряжения с использованием электрооптических эффектов Керра и Поккельса. Использование эффекта Фарадея.
-
Лазерная маркировка – защита промышленной продукции от подделки
Современное производство, реализация и учет продукции требуют высокотехнологичных методов маркировки - гибких, скоростных, компьютеризированных и не влияющих на работоспособность и потребительские свойства маркируемых деталей, узлов и изделий.
-
Приёмы исследования природы
Правомерно деление открытий на открытия явлений и открытие закономерностей. Каждый из этих видов открытий может иметь свои особые или общие приёмы решения.
-
Точность фотометрических измерений
Проводя фотометрические измерения, аналитики, как правило, не очень задумываются над тем, с какой точностью проводятся измерения. Понять такое положение дел несложно, так как погрешность измерений не составляет главную задачу фотометрии.
-
Информационные параметры сигналов
Изучение развития колебательных процессов в испытуемых изделиях, путем проведения исследований одиночных импульсных сигналов излучаемых данным изделием, требует знания их параметров.
-
Теория электродного эффекта применительно к приземному слою атмосферы
В работе обсуждается проблема моделирования электрических процессов в приземном слое атмосферы. В зависимости от метеорологического режима атмосферы рассматривается два крайних случая: классический (нетурбулентный) и турбулентный электродный эффект.
-
СО2 лазеры с внутрирезонаторным электронным управлением параметрами излучения
Принцип внутрирезонаторного немеханического управления спектральными, пространственными, поляризационными характеристиками излучения СО2 лазера.
-
Методы измерения рабочего затухания и рабочего усиления четырёхполюсника
Схемы измерения, источники погрешностей. Метод известного генератора. Измерение рабочего усиления.