Способ дистанционного измерения диаметра лазерного пучка

 

СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДИМЕТРА ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА, заключающийся в посылке лазерного излучения в рассеивающую среду и приеме расрассеянного излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения дистанционности измерения диаметра лазерного пучка, рассеянное излучение принимают на несколько, но не менее двух приемников излучения с одинаковыми ограничивающими апертурами, измеряют интенсивности принятых излучений,с определяют их корреляционную функцию интенсивности относительно друг друга , изменяют расстояния р между приемниками до тех пор, пока корреляционная функция флуктуации интенсивности не уменьшится до заданного уровня, измеряют это расстояние,определяют расстояние от приемников до § рассеивающего объема L, а диаметр лазерного пучка определяют по формуле (Л С /Г Д L d КР где/ - длина волны излучения. CD Ч сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1179757 А д1) 4 С 01 1 5 f58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 ( фЪч

В I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /", /

Н ДВТОРСНОМУСВИДЕТЕЛЬСТ У где 1 — длина волны излучения. (21) 3613531/24-25 (22) 01.07.83 (46) 30.12.86. Бюл. ¹ 48 (7 1) Институт оптики атмосферы СО АН

СССР (72) M.Ñ. Беленький, И.П. Лукин и В.Л. Миронов (53) 636.5(088.8) (56) Измерение характеристик оптичес. ких квантовых генераторов./Под ред.

P.À. Валитова, А.В. Кубарева. M.:

Издательство стандартов, 1969, с.165171.

Авторское свидетельство СССР

¹ 689493, кл. Н 01 S 3/02, 1974. (54) (57) СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ДИАМЕТРА ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА, заключающийся в посылке лазерного излучения в рассеивающую среду и приеме расрассеянного излучения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения дистанционности измерения диаметра лазерного пучка, рассеянное излучение принимают на несколько, но не менее двух приемников излучения с одинаковыми ограничивающими апертурами, измеряют интенсивности принятых излучений, определяют их корреляционную функцию интенсивности относительно друг друга, изменяют расстояния р между приемниками до тех пор, пока корреляционная функция флуктуаций интенсивности не уменьшится до заданного уровня, измеряют это расстояние,определяют расстояние от приемников до рассеивающего объема L, а диаметр

Я лазерного пучка определяют по формуле ,/2 (1 ?.

)г С:

1179757

42 ЛЬ

ТР

Редактор О. Кузнецова

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Максимишинец

Заказ 7142/4 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий i13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области измерения параметров излучения оптического и инфракрасного диапазонов и может быть использовано для дистанционного определения диаметра гауссо- 5 подобного лазерного пучка произвольной мощности на заданном расстоянии от передатчика.

Цель способа состоит в повышении точности и увеличении дистанционности измерений.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего данный способ при использовании интерферометра

15 интенсивностей.

Излучение лазера i посыпают в атмосферу, содержащую рассеивающие частицы (аэрозоль), излучение, рассеянное из объема 2 (длина объема опреде20 ляется длительностью импульса, поперечный размер — диаметром лазерного пучка), принимают через диафрагмы 3 и 4 двумя фотоприемниками 5 и б и с помощью коррелометра 7 определяют значения пространственной корреляционной функции интенсивности.

Изменяют расстояние между приемниками до тех пор, пока корреляционная функция интенсивности не уменьшится до заданного уровня, опреде- 30 ляют радиус корреляции интенсивности

Ри расстояние от приемников до рассеивающего объема Ь, а диаметр лазерного пучка определяют по формуле где д — длина волны излучения.

Способ не имеет ограничений на диаметр и мощность пучков и применим как в случае одномодовых, так и многомодовых гауссоподобных пучков в ближней и дальней зонах дифракции излучающих апертур.

Дистанционные измерения диаметра пучка можно проводить как по моностатической, так и бистатической схемам. В условиях, когда угол поля приемной системы превышает угловую расходимость исследуемого пучка, поперечный размер объема рассеяния определяется диаметром пучка (размером освещенной области), включающим в себя дифракционную расходимость, расходимость за счет неполной пространственной когерентности источника, турбулентное уширение пучка и изменение размера и формы пучка за счет нелинейных эффектон. Расстояние до рассеивающего объема определяют по времени запаздывания импульса или по удалению от передатчика области пересечения диаграмм направленности источника и приемника.

Например, для h = 10,6 мкм расстояние до рассеивающей области — 100 м, расстояние между диафрагмами 10 см (при изменении интенсивности функции корреляций н е раз), диаметр пучка по уровню е ранен

10 мм.