Закономерности дифракции светового пучка на фоторефрактивной решетке в кубическом кристалле и их применения для дистанционного неразрушающего контроля
Заказать уникальную дипломную работу- 52 52 страницы
- 46 + 46 источников
- Добавлена 06.03.2021
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
1 Теоретическое описание распространения дифракции световых волн в кубических фоторефрактивных кристаллах 6
1.1 Аналитический обзор литературы 6
1.2. Математическая модель 8
2. Закономерности дифракции светового пучка на фазовой решетке в кубическом фоторефрактивном кристалле. 17
3. Использование дифракции светового пучка для дистанционного неразрушающего контроля 32
Заключение 46
Список литературы 47
Слайд 14. Рис. 11. Пример дистанционного зондирования лазерным излучением лопатки авиационного двигателя (АД). На рисунке представлены результаты корреляционного анализа входной кромки АД, показана зависимость функции автокорреляции и спекл-картины (действительные значения интенсивности) при зондировании входной кромки АД: а) плоским волновым фронтом лазерного излучения; б) спиральным волновым фронтом лазерного излучения. Видно, что величина функции автокорреляции определяется размером дефектов, обнаруженных на входной кромки АД: чем больше размеры дефектов, тем уже функция автокорреляции.
Слайд 15. Выводы.
1. В кристаллах ВТО даже с небольшим удельным вращением, максимальная интенсивность объединенного светового пуска, возникающая в результате взаимодействия двух одинаково поляризованных гауссовых пучков с одинаковыми начальными фазами может изменяться под влиянием оптической активности на 36 % при толщине кристалла 18 мм.
2. Результаты математического моделирования дифракции световых потоков в однородной среде описывается кубическим уравнение Шреденгера. В случае неоднородной среды оптические свойства световых пучков хорошо моделируются гидродинамическим уравнением, где интенсивность света подобна плотности жидкости.
3. Интерференционные методы, рассматриваемые в данном исследовании, можно подразделить на две группы:
1. дифракционные методы;
2. фазово-растровые методы.
4. Дифракционные методы неразрушающего контроля основаны на получении дифракционной картины исследуемой поверхности и ее последующим сравнением с эталонной поверхностью, не содержащей дефектов. Экспериментально показано, что дифракционная картина однозначно определяется размерами дефектов: чем больше размеры дефекты, тем меньше ширина электромагнитного сигнала.
5. Фазово-растровые методы применяются в случае, если области наличия дефектов контролируемого объекта отличаются оптическими свойствами от «чистых» областей только показателем преломления.
5
2. Могаддам Мехран Вагдани, Шувалов В.В. Предварительное «обучение» самонакачивающегося петлевого ОВФ-зеркала на фотореактивном кристалле // Квантовая электроника. – 2006. – 35 (№ 3). – С. 266-273.
3. Могаддам Мехран Вагдани, Руденко К.В., Шувалов В.В. Динамика фотореактивных самонакачивающихся ОВФ-зеркал с линейным резонатором // Квантовая электроника. – 2008. – 38 (№ 4). – С. 377-382.
4. Петров, М.П. Фотореактивные кристаллы в когерентной оптике / М.П. Петров, С.И. Степанов, Хоменко А.В. Фотореактивные кристаллы в когерентной оптике. – СПб.: Наука. Ленинградское отделение. – 1992. – 320 с.
5. Вест Ч. Голографическая интерферометрия / Вест Ч. – М.: Букинист. – 1982. – 504 с.
6. Singh S.R., Christodoulides D.N. // J.Opt. Soc. Am. B. – 1996. – V. 13. – P. 719.
7. Fazio E., Babin V., Bertolotti M., Vlad V. // Phys. Rev. E. - 2002. - V. 66, 016605-1.
8. Шепелевич В.В., Коваршик Р., Кислинг Р., Матусевич В., Голуб А.А. // Квантовая электроника. – 200. – 33 (446).
9. Christodoulides D.N., Carvalho M.I. J. // Opt. Soc. Am. B. – 1995. – V. 12. 1628.
10. Krolikowski W., Akhmediev N., Andersen R.D., Luther-Davies B. // Opt. Commun. – 1996. – V. 132, 179.
11. Garcia-Quirino G.S., Iturbe-Castillo M.D., Vysloukh V.A., Sanchez-Mondragon J.J., Stepanov S.I., Lugo-Martinez G., Torres-Cisneros G.E. // Opt. Lett. – V. 22, 154.
12. Томас, Г. Просвечивающая электронная микроскопия материалов / Г. Томас, М. Гориндж. - М.: Наука. - 1983.- 320 с.
13. Каримов Б.Х. Фотовольтаический и фоторефрактивный эффект в пьезоэлектрических кристаллах // Известия Томского политехнического университета. – 2009. – Т. 314 (2). – С. 149-152.
14. Шепелевич В.В. Дифракция световых волн на фазовых решетках в гиротропных средах: автореферат дисс. на соискание степени д-р физ.-мат. наук: 01.04.05. / Шепелевич Василий Васильевич. – Минск, 1994. - 27 с.
15. Липинский А.Ю., Рудякова А.Н., Данилов В.В. Фотореактивные кристаллы в запоминающихся устройствах оптоэлектронных процессоров корреляционного типа // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2011. - № 6. – С. 5.
16. He Q. B., Yeh P., Hu L. J. et al. Shift-invariant photorefractive joint-transform correlator using Fe: LiNbO3 crystal plates // App.lied. Optics. - 1993. - Vol. 32, № 17. - P. 3113-3115.
17. Оптические вычисления: сборник статей / Под редакцией Р. Арратуна. – М.: Мир. – 1993. – 441 с.
18. Васильев, В.Н. Оптические технологии искусственного интеллекта: учебное пособие, Т.1. / В.Н. Васильев, А.В. Павлов. – СПб.: СПбГУ, ИТМО. – 2017. – 80 с.
19. Yu F. T. S., Wu S., Rajan S., Gregory D. A., Compact jointtrans form correlator with a thick photorefractive crystal // Applied. Optics. - 1992. -Vol. 31, № 14. - P. 2416-2418.
20. Colin J., Landru N., Laude V. et al. High-speed photorefractivejoint transform correlator using nonlinear filters // Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. - 1999. -Vol. 1, № 2. - P. 283-285.
21. Ryf R., Montemezzani G., Gunter P. et al. High-frame-ratejoint Fourier-transform correlator based on Sn2P2S6 crystal // Optics. Letters. - 2001. - Vol. - 26, № 21. -P. 1666-1668.
22. Сюй А.В., Строганов В.И., Лихтин В.В. Запись изображения в легированных кристаллах ниобата лития // Физика твердого тела. – 2009. – Т. 51. – Вып. 7. – С. 1382-1384.
23. Каншу А.В., Круглов В.Г., Ващенко И.В., Шандаров В.М. Фоторефрактивные фазовые транспоранты для коррекции амплитудных профилей световых пучков // Докл. междунар. науч.-практ. конф. « Электронные средства и системы управления» (Россия, Томск, ТУСУР, 2005). – Томск, 2005. – С. 201-204.
24. VanderLugt A. B. Signal detection by complex spatial filtering // IEEE Trans. Inf. Theory IT-10. - 1964. - P. 139-148.
25. Goodman J. Introduction to Fourier Optics. / J. Goodman. - New York, McGraw-Hill. - 1968. - P. 141-147.
26. Hudson T. D., Gregory D. A. Joint transform correlationusing an optically addressed ferroelectric LC spatial light modulator // Applied Optics. -1990.- Vol. 29, № 8. - P. 1064-1066.
27. Gheen G., Cheng L. J. Optical correlators with fast updatingspeed using photorefractive semiconductor materials // Applied. Optics. - 1988. - Vol. 27, № 13. -P. 2756-2761.
28. Федоров И.Ю., Ангервакс А.В., Соколов В.К., Щеулин А.С. Динамический голографический коррелятор совместного преобразования Фурье на основе кристалла CdF2:Ga // Оптика и спектроскопияю – 2008ю – Т. 105, № 6. – С. 1045-1055.
29. Uesu Y., Yasukawa K., Saito N. et al. Dynamic grating recordingin semiconductor CdF2:Ga, Y // Journal of the Optical Society of America B. - 2003. - Vol. 20, № 9. -P. 1905-1911.
30. Acoustooptic Memory Correlator / Pat. 4139237. - U.S.A., Berg N. J., Smith B. L. - 1979.
31. Yu, F.T.S. Photorefractive Optics: Materials, Properties, and Applications / F.T.S. Yu, S. Yin. - Diego, CA: Academic Press. – 2000.
32. Липинский А.Ю., Рудякова А.Н. Моделирование фоторефрактивного изменения показателя преломления в кристалле LiNbO3 // Всеукр. межвед. науч.-техн. сб. «Радиотехника». – 2011. - № 164. – С. 150.
33. Liu J.J., Banerjee P.P., Song Q.W., Role of diffusive, photovoltaic, and thermal effects in beam fanning in LiNbO3 // Journal of the Optical Society of America B. - 1994. - Vol. 11, Iss. 9, - P. 1688-1693.
34. Липинский А.Ю., Рудякова А.Н. Моделирование коррелятора с акустооптической памятью // Cб. тр. III Междунар. науч. конф. «Функциональная компонентная база микро-, опто- и наноэлектроники» (Украина, г. Харьков, Кацивели, 2010). – Украина, Харьков, 2010. – С. 45-48.
35. Рудякова А.Н., Липинский А.Ю., Данилов В.В. Оптоэлектронные акустооптические устройства обработки дискретной информации // Вiсник Державного унiверситета iнформацiйно-комунiкацiйних технологiй. – 2007. – Т. 5, № 4. – С. 51-59.
36. Липинский А.Ю., Рудякова А.Н., Рудяков Ю.И., Данилов В.В. Устройство формирования элементов оптоэлектронной акустооптической вычислительной среды // Технология и конструирование электронной аппаратуры. – 2010. - № 3. – С. 9-12.
37. Burge J.H., Dettmann L.R., West S.C.. Null correc-tors for 6.5-m ƒ/1.25 paraboloidal mirrors. Fabrica-tion and Testing of Aspheres // OSA Trends in Optics and Photonics. 1999. - Vol. 24. - P. 182-186.
38. Методы компьютерной оптики / Под ред. В.А. Сойфера. - М.: Физматлит. - 2003. – 688 c.
39. Гуляев А.А. Дифракция на оптически индуцированных неоднородностях / А.А. Гуляев. – Москва. – 2009. - 21 с.
40. Савицкий С.С. Методы и средства неразрушающего контроля: учебное пособие / C.С. Савицкий. – Минск: Учебное электронное издание. – 2012. – С. 111-113.
41. Павлов П.В., Петров Н.В., Малов А.Н. Определение параметров шероховатости и дефектация поверхностей деталей воздушного судна с применением пучков спирального лазерного излучения // Научно-технический вестник СПбГУ информационных технологий. механики и оптики – 2011. – 6 (76). – С. 84-88.
42. Мужицкий В.Ф., Бакунов А.С., Шубочкин А.Е. Особенности вихретоковой дефектоскопии магистрадьных трубопроводов // В сб. тезисов 7-ой Междунар. выств. и конф. «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности». – М.: Машиностроение. – 2008. – С. 34-36.
43. Бизюлев А.Н., Мужицкий В.Ф., Загидулин Р.В. и др. Вихретоковый дефектоскоп ВД-12НФП и методы обработки измеренного сигнала от дефекта // Дефектоскопия. - 2004. - № 5. - С.85–91.
44. Неразрушающий контроль и диагностика: справ. / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В.Н. Филинов и др. - М.: Машиностроение. - 1995. - 488 с.
45. Мужицкий В.Ф., Исаев Д.А., Загидулин Р.В. Использование вихретоковых мето-дов технической диагностики для неразрушающего контроля нефтегазопромыслового оборудования // 3-я Междунар. науч.-техн. конф. «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении». ( Тюмень, 6–9 декабря 2005 г.). - Тюмень, 2005.
46. Полещук А.Г., Коронкевич В.П., Корольков В.П., Седухин А.Г. Применение дифракционной оптики в измерительной техники [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://computeroptics.ru/eng/KO/PDF/KO22/ko22218.pdf (дата обращения 15.12.2020).
Вопрос-ответ:
Что такое дифракция светового пучка на фоторефрактивной решетке в кубическом кристалле?
Дифракция светового пучка на фоторефрактивной решетке в кубическом кристалле - это явление, при котором световая волна, проходя через фоторефрактивный кристалл, преломляется и дифрагирует на его решетке. Это связано с фоторефрактивными свойствами кристалла, которые позволяют изменять фазу и амплитуду световой волны.
Какие закономерности наблюдаются при дифракции светового пучка на фоторефрактивной решетке в кубическом кристалле?
При дифракции светового пучка на фоторефрактивной решетке в кубическом кристалле наблюдаются несколько закономерностей. Во-первых, положение и интенсивность дифракционных максимумов зависят от параметров решетки и длины волны света. Во-вторых, при изменении угла падения света на решетку меняется направление распространения дифрагированного пучка.
Как можно использовать дифракцию светового пучка на фоторефрактивной решетке для дистанционного неразрушающего контроля?
Дифракция светового пучка на фоторефрактивной решетке может быть использована для дистанционного неразрушающего контроля различных объектов. Например, путем анализа изменения положения и интенсивности дифракционных максимумов можно определить изменения внутренней структуры объекта, такие как напряжения или деформации. Кроме того, дифракционные максимумы могут служить для создания изображений объектов с высоким разрешением.
Каково теоретическое описание распространения дифракции световых волн в кубических фоторефрактивных кристаллах?
Теоретическое описание распространения дифракции световых волн в кубических фоторефрактивных кристаллах основано на расчетах и моделировании с использованием уравнений Максвелла и законов дифракции. С помощью этих уравнений можно описать взаимодействие световой волны с фоторефрактивной решеткой и предсказать свойства дифракционных максимумов, такие как их положение, интенсивность и направление распространения.
Какие закономерности дифракции светового пучка наблюдаются на фоторефрактивной решетке в кубическом кристалле?
На фоторефрактивной решетке в кубическом кристалле наблюдаются следующие закономерности дифракции светового пучка:...
Какие применения можно найти для закономерностей дифракции светового пучка на фоторефрактивной решетке в кубическом кристалле в дистанционном неразрушающем контроле?
Закономерности дифракции светового пучка на фоторефрактивной решетке в кубическом кристалле могут быть применены для дистанционного неразрушающего контроля в таких областях, как...
Какие закономерности дифракции светового пучка на фазовой решетке в кубическом фоторефрактивном кристалле можно обнаружить?
На фазовой решетке в кубическом фоторефрактивном кристалле можно обнаружить следующие закономерности дифракции светового пучка:...
Как можно использовать дифракцию светового пучка для дистанционного неразрушающего контроля?
Дифракция светового пучка может быть использована для дистанционного неразрушающего контроля в таких случаях, как...
Какая математическая модель используется для описания распространения дифракции световых волн в кубических фоторефрактивных кристаллах?
Для описания распространения дифракции световых волн в кубических фоторефрактивных кристаллах используется математическая модель, основанная на...
Как распространяется дифракция световых волн в кубических фоторефрактивных кристаллах?
Дифракция световых волн в кубических фоторефрактивных кристаллах происходит в результате взаимодействия световых волн с фазовой решеткой в кристалле. При попадании светового пучка на фоторефрактивную решетку происходит модуляция показателя преломления кристалла, что приводит к изменению фазы и амплитуды световых волн. Это явление называется дифракцией светового пучка. Распространение дифракционных волн в кристалле может быть описано с помощью математической модели.