Оптоакустический способ измерения энергетических параметров импульсного лазерного излучения

ИЯ ПИСАНИ 6 о тиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 03 НРЫТИЯМОРИ ЮНТ СССР . ВТОРСИОМУСВИ(7) Институт физики атмосферы АН СССР(54) ОПТОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ.ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и моает быть ис польэовано для определения энерге ческих параметров импульсного лазер ного излучения. Цельрасщирение 1 числа измеряемых дистанционньв спосебом параметров., Измеряют акустнческое давление, генерируемое оптическим импульсом в среде с иэвестнмчкоэффициентом поглощения. Три датчика акустического давления располагают по окружности на равных угловых расстояниях. Внутрь окружностинаправляют импульс излучения и датчиками регистрируют измерение акустического давления от времени. Поизмеренному значению акустическогодавления вычисляют энергию импульсаизлучения и распределение энергиив сечении лучка, а такке координатыэнергетического центра тякести. Изоб"ретение позволяет проводить измере иния энергетических йараметров им"пульсов излучения без искахенияпучка и повысить информативиость намерений, 2 ил.Изобретение относится к измеряютельной технике и может быть использовано для измерения энергетическиххаоактеристик лазерного излучения,Целью изобретения является расширение числа измеряемых параметровдистанционным способомвНа Фиг.1 представлена схема дляреализации оптоакустического способа 10измерений; на Фиг.2 - схема для определения энергетического центра тяя астифНа Фиг.1 и 2 показаны датчики 1,, 2,3 акустического давления, которые 15ра полагают йо окружности,на равныхугловых расстояниях и измеряемыйпучок 4 лазера, распространяющийсявнутри этой окружности.Способ реализуется следующим20образом. Импульс оптического излучения направляют в среду с известнымкоэФФициентом поглощения. В средепод действием оптйческого импульсавозбуждаются акустические колебания 25средь 1. Датчики измеряют изменениеакустического давления во времениР(п,с), по которому вычисляют энергии импульса излучения Е, распределение плотности энергии Е(1) по сеченио пучка и координаты энергетического центра тяжести, Энергию им"пульса излучения вычисляют по Формуле- И(о, п)р йу,где Ч(р,п) =АУй -Р(п Еоа 112Функция, пропорциональная интегралу 4 Оот плогности энергии; 1 - радиусокружности с центром в точке распоСпоженил датчика 1 Х (" -1)У Спостоянная, пропорциональная коэфФипиенту поглощения среды; 11 " скорость звука в среде; С и С - теплоемкость срсды при постоянном объеме и давлении; - коэФФициент поглощения среды на измеряемой длине 50волны; и1,2,3 - количество датчиков акустического давления.Еоординаты центра тяжести пучкаопределяют как координаты точки пересечения медиан треугольника, вер" 55шинами которого являются точки пересечения окружностей радиусов КЬ проведенных из точек наблюдения. Ра"диус для каждого датчика и вычисляют по ФормулеВ - - 1 1 Ю (Рп)й,оПутем несложных геометрических построений определяют величину гЬрасстояние от датчика и до энерге"тического центра тяжести пучка. Причимая положение одного из датчиковза начало координат, по полученнымвеличинам К и и гопределяют координаты вершин треугольника - энергетический центр тяжести пучка. В этойже системе координат по измереннымзначениям акустического давленияР(п,й), используя методы вычислительной томограФии, восстайавливаютраспределение энергии в сечейии пучкаЕ(у), вычислив интеграл+ г(-)1 - - - ;,2- 1где Р = (г+)М(г о + ) 1 " 0Изобретение позволяет расширить. инФормативность дистанционных изме" рений энергетических параметров лазерного излучения и исключить пространственно-временные искажения пучка излучения,Формула изобретенияОптоакустический способ измерения энергетических параметров импульсного лазерного излучения, включающий регистрацию с помощью датчиков акустического давления генерируемого измеряемым пучком в среде с известным коэФфицнентом поглощения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения числа измеряемых парамет- ров дистанционным способом, не менее трех датчиков располагают по окружности на равных угловых расстояниях пропускают иэмеряемое излучение внутри этой окру"ности, регистрируют каждым датчиком зависимость от времени акустического давления и по этим зависимое-,ям определяют 1энергию импульса, распределение плотности энергии по сечению пучка и положение его энергетического центра,3448838 Составитель С,СоколоваРедактор Т,Орловская Техред Л.Олийиьв Корректо Подпис За м при 4/ тие, г. Ужгород, уп. Проектна Производственно-поли едпр к 3334 , Тираж 428Государственного коюютета по113035, Москва, 3-3 обретениям и отк Рауюская наб., д р В.Роман юлю е