लेजर बीम गुणवत्ता का मूल्यांकन कैसे करें? (भाग ---- पहला)

लेजर बीम गुणवत्तालेजर का एक महत्वपूर्ण तकनीकी सूचकांक है, और लेजर की विशेषताओं का मूल्यांकन गुणात्मक पहलू से किया जाता है। हालाँकि, लंबे समय से, बीम गुणवत्ता की कोई सटीक परिभाषा नहीं है, और कोई मानक माप पद्धति स्थापित नहीं की गई है, जिससे वैज्ञानिक अनुसंधान और अनुप्रयोग में असुविधा हुई है।

1988 में, एई सेगमैन ने एक आयाम रहित मात्रा-बीम गुणवत्ता कारक पैरामीटर पेश किया, जिसने लेजर बीम गुणवत्ता को अधिक वैज्ञानिक और उचित रूप से वर्णित किया और 1991 में ISO/TC172/SC9/WG1 मानक ड्राफ्ट द्वारा अपनाया गया। लेजर बीम गुणवत्ता का अनुसंधान और माप फैक्टर हाल के वर्षों में एक शोध हॉटस्पॉट भी बन गया है।

बीम की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली विधियाँ हैं:

मूल विवर्तन सीमा कई कारकों, स्ट्रेयर अनुपात, परिधि-ऊर्जा अनुपात, एम 2 कारक, या इसके पारस्परिक के कारक (बीम ट्रांसमिशन कारक) को सीमित करती है, विभिन्न बीम गुणवत्ता की परिभाषा अलग-अलग अनुप्रयोग उद्देश्यों से मेल खाती है, जो कि बीम गुणवत्ता जोर को दर्शाती है। बीम की गुणवत्ता का मूल्यांकन विशिष्ट अनुप्रयोग उद्देश्य के अनुसार किया जाना चाहिए।

बीम गुणवत्ता गुणवत्ता के संदर्भ में लेजर की विशेषताओं का मूल्यांकन करने का एक महत्वपूर्ण तरीका है, जो लेजर के डिजाइन, निर्माण, पता लगाने और अनुप्रयोग में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। बीम गुणवत्ता कारकों की सार्वभौमिकता को कैसे सही किया जाए, बीम गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले कारकों का विश्लेषण करें और उन्हें नियंत्रित करें, इस पर चर्चा करना बहुत महत्वपूर्ण है।

लंबी दूरी की लेजर रेंजिंग और लेजर अल्टीमेट्री की सटीकता का विश्लेषण करने के लिए, बीम की गुणवत्ता को मापना एक महत्वपूर्ण कड़ी है, विशेष रूप से बीम की ऊर्जा वितरण और विचलन कोण और बीम की चौड़ाई का आकार, रेंजिंग इको पर प्रभाव अधिक स्पष्ट है , और लेजर बीम गुणवत्ता कारक रेंजिंग लेजर की गुणवत्ता को प्रतिबिंबित कर सकता है और माप सटीकता में सुधार कर सकता है।

1. मूल विवर्तन अनेक कारकों को सीमित करता है

मूल विवर्तन सीमा एकाधिक कारकों को मापी गई वास्तविक बीम के दूर-क्षेत्र विचलन कोण और आदर्श बीम के दूर-क्षेत्र विचलन कोण के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है, और इसकी अभिव्यक्ति =θ/θ{{3 है }} (1)

सुदूर-क्षेत्र उत्सर्जन कोण θ स्पर्शोन्मुख सूत्र θ=limz→∞/w(z)z द्वारा निर्धारित किया जाता है, और w(z) प्रकाश स्थान की चौड़ाई है और z प्रकाश की संगत स्थिति है स्थान। ऐसे मामले में जब पैराएक्सियल सन्निकटन और एपर्चर विवर्तन नगण्य है, मुक्त स्थान में बीम की चौड़ाई w(z) निम्नलिखित ट्रांसमिशन समीकरण को संतुष्ट करती है:

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

जहां z{0}} कमर w0 का स्थान है। एक आदर्श गॉसियन बीम के लिए, स्पॉट चौड़ाई w(z) को प्रकाश तीव्रता अधिकतम मान 1/e2 पर चौड़ाई द्वारा परिभाषित किया जाता है, और परिभाषित स्पॉट आकार में गॉसियन बीम की कुल शक्ति का 86.5 प्रतिशत होता है। .

मूल विवर्तन सीमा कारक मुख्य रूप से लेजर अनुनादक से उत्सर्जित लेजर बीम के मूल्यांकन के लिए उपयुक्त है, और निकट-क्षेत्र बीम गुणवत्ता का उचित मूल्यांकन कर सकता है। यह लेजर प्रणाली की बीम गुणवत्ता का वर्णन करने वाला एक स्थिर प्रदर्शन सूचकांक है, और लेजर पर वायुमंडलीय बिखरने, अशांति और थर्मल प्रभामंडल के प्रभावों पर विचार नहीं करता है।

लेजर जवाबी हथियार प्रणाली में, मुख्य रूप से बीम से बाहर निकलने वाले लेजर हथियार प्रणाली के एल और बीम की दिशा के माध्यम से बीम के डी द्वारा निर्धारित किया जाता है।

2= 2एल प्लस 2डी (3)

यह उच्च-ऊर्जा लेजर हथियार प्रणालियों की बीम गुणवत्ता के मूल्यांकन के लिए एक आधार प्रदान करता है।

मान की माप, लेजर के कारकों और लेजर बीम ट्रांसमिशन प्रक्रिया में कई कारकों के प्रभाव के कारण, बीम के दूर-क्षेत्र विचलन कोण के सटीक माप पर निर्भर करती है, ताकि दूर की तीव्रता का वितरण हो सके। -फ़ील्ड बीम में अधिक उच्च-क्रम वाले स्थानिक आवृत्ति घटक होते हैं, स्थान की चौड़ाई को मापने के लिए सीसीडी का उपयोग करके लेजर की तीव्रता को कम किया जाता है, स्थान के उच्च-क्रम वाले घटक का पता लगाना मुश्किल होता है, सापेक्ष स्थानिक तीव्रता वितरण होता है बहुत अच्छा, स्पॉट के उच्च-क्रम घटक को प्रतिबिंबित करना मुश्किल है, और प्राप्त मूल्य वास्तव में उच्च-क्रम फैलाव के कारण होने वाली ऊर्जा हानि को प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है। पता लगाने वाली प्रणाली के लिए इसकी सटीक माप आवश्यकताएं अधिक हैं, और यह लंबी दूरी पर प्रसारित बीम के मूल्यांकन के लिए उपयुक्त नहीं है।

2. वलयाकार ऊर्जा अनुपात

कुंडलाकार ऊर्जा अनुपात, जिसे लक्ष्य सतह (या बैरल) शक्ति अनुपात के रूप में भी जाना जाता है, को वास्तविक कुंडलाकार ऊर्जा (या) के लिए निर्दिष्ट आकार के भीतर प्रकाश स्थान की आदर्श कुंडलाकार ऊर्जा (या शक्ति) के अनुपात के मूल के रूप में परिभाषित किया गया है। एक ही आकार के भीतर प्रकाश स्थान की शक्ति)। इसकी अभिव्यक्ति है

बीक्यू=पी आदर्श पी मापा गया

या बीक्यू=ईई वास्तविक आदर्श परीक्षण (4)

बीक्यू मान का उपयोग ऊर्जा वितरण और युग्मन अनुप्रयोगों के लिए दूर-क्षेत्र बीम गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है, जो लक्ष्य पर बीम की ऊर्जा एकाग्रता के साथ संयुक्त होता है।

बीक्यू मूल्य और मूल्य के बीच अंतर यह है कि इसमें वायुमंडलीय कारक शामिल हैं, और यह इंजीनियरिंग अनुप्रयोग और क्षति प्रभाव के परिप्रेक्ष्य से बीम गुणवत्ता का वर्णन करने के लिए एक व्यापक सूचकांक और वायुमंडल से प्रभावित लेजर हथियार प्रणालियों का एक गतिशील सूचकांक है। बीक्यू मान सीधे बीम गुणवत्ता और पावर घनत्व से संबंधित है, जो ऊर्जा एकाग्रता का प्रतिबिंब है, और उच्च तीव्रता वाले लेजर और लक्ष्य के बीच ऊर्जा युग्मन और क्षति प्रभाव के अध्ययन के लिए बहुत व्यावहारिक महत्व है।

एक बैरल में प्रकाश की तीव्रता के स्थानिक वितरण का विवरण अपर्याप्त है, और आदर्श बीम का चयन स्पष्ट रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए। इंजीनियरिंग अनुप्रयोग के दृष्टिकोण से, लेजर हथियार लॉन्चिंग सिस्टम के मुख्य दर्पण के आकार के साथ ठोस विमान तरंग को अपेक्षाकृत सरल और व्यावहारिक विधि के साथ आदर्श बीम के रूप में चुना जाता है।

"कठिन विनाश" लेजर हथियारों के लिए, मानक आकार जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए, जिसके लिए उच्च शिखर शक्ति घनत्व की आवश्यकता होती है, विवर्तन सीमा आकार के अनुरूप लॉन्चिंग सिस्टम डी के मुख्य दर्पण के मुख्य व्यास का मानक आकार अधिक उपयुक्त है , इसमें सिस्टम द्वारा उत्सर्जित कुल ऊर्जा का 84 प्रतिशत शामिल है, "सॉफ्ट किल" लेजर हथियारों के लिए, लक्ष्य सतह सीमा में उच्च ऊर्जा हिस्सेदारी की आवश्यकता होती है, एक उच्च औसत शक्ति घनत्व विनिर्देश आकार को विनाश के आकार के रूप में चुना जा सकता है लक्ष्य।

बीक्यू मान को अक्सर विभिन्न सीमित छेद ऊर्जा माप विधियों और पहचान प्रणालियों द्वारा मापा जाता है जो अंतरिक्ष में पूर्ण ऊर्जा वितरण को माप सकते हैं, इसके लिए एक मजबूत प्रकाश सरणी डिटेक्टर या लक्ष्य डिस्क उपकरण की आवश्यकता होती है जो सीधे उच्च-ऊर्जा लेजर प्राप्त कर सकता है।

इसका उपयोग अक्सर तीव्र लेजर बीम की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है, लेकिन क्योंकि उच्च शक्ति वाले लेजर, जैसे हाइड्रोजन फ्लोराइड (एचएफ), ड्यूटेरियम फ्लोराइड (डीएफ), और ऑक्सीजन-आयोडीन रासायनिक लेजर (सीओआईएल), आमतौर पर एक गैर-स्थिर को अपनाते हैं। कैविटी संरचना, आउटपुट बीम गॉसियन बीम नहीं है, गैर-स्थिर कैविटी लेजर द्वारा उत्पन्न लेजर बीम की गुणवत्ता को मापने में कुछ अनिश्चितताएं हैं।

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