Лазерный мир

Н. А. Сазонникова, Д. Н. Гребнев, О. В. Шулепова // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, №3(19), 2009, С: 382-388, УДК 621.373.876

Аннотация

Для обеспечения стабильности оптической оси дефектоскопической системы и исключения различий температурных характеристик источника и приемника излучения целесообразно совмещение функций источника и приемника излучения в одном элементе. Реализовать эту возможность позволяет эффект обратной связи, характерный для полупроводниковых лазеров. Работу полупроводникового лазера с внешней оптической обратной связью можно описать в рамках модели составного резонатора.

Описание на английском языке:

THE SEMICONDUCTOR LASER FEEDBACK EFFECT IMPLEMENTATION TO CONSTRUCTING OF DEFECTOSCOPING SYSTEM FOR LARGE-SIZED SHELLS
N. A.Sazonnikova, D. N. Grebnev, O. V. Shulepova

For support stable optical axes of diagnostic system and exception of temperature source and receiver dependence is advantageous to both functions coincidence in one elements. This possibility is enable due to semiconductor lasers feedback effect. The semiconductor laser performance with external feedback is described by complex resonator.

Ограниченные возможности традиционных механических и оптических методов оценки поверхностных и внутренних повреждений крупногабаритных клееных оболочек обтекателя ракеты-носителя (невозможность проведения исследования в условиях эксплуатации без остановки оборудования и разборки изделий, низкая чувствительность
измерений, сложность определения вида повреждения и др.), случайный характер расположения повреждений и их параметров (глубины, угла раскрытия и расположения плоскости симметрии трещины, одновременное наличие различных видов повреждений и др.) требуют создания новых лазерновибрационных способов и испытательного
оборудования для обнаружения дефектов поверхности.
При выявлении дефектов внутренней структуры изделий используются различные методы – исследование тепловых потоков, возникающих при нагреве лазерным излучениемы, исследование акустической эмиссии дефектов на «просвет» и так далее. Но при выявлении дефектов больших конструкций все эти методы трудно реализуются. Некоторые приборы позволяют выявлять лишь отдельные виды дефектов. Приборы, принцип действия которых основан на измерении акустической эмиссии, имеют низкий уровень отношения сигнал/шум, а оптические интерференционные системы характеризуются дрейфом рабочих точек. Поэтому используют методы виброакустической диагностики, которая позволяет не только обнаружить дефекты, но и распознавать их.
В основе лазерной виброакустической диагностики лежит явление модуляции упругими волнами оптического сигнала.
Для исключения дрейфа рабочих характеристик измерительной системы и повышения её чувствительности целесообразно совмещение функций источника излучения и приемника в одном элементе. Реализовать эту возможность позволяет эффект обратной связи, характерный для полупроводниковых лазеров[1-3].
Работу полупроводникового лазера с внешней оптической обратной связью можно описать в рамках модели составного резонатора. В этой модели считается, что грань лазера, из которой выходит излучение, и внешний отражатель (внешнее зеркало), который возвращает свет в активную область, образуют (внешний) резонатор Фабри—Перо,
который оптически связан с лазерным резонатором через его выходное зеркало и образует вместе с ним составной резонатор. Коэффициент отражения собственных зеркал полупроводникового лазера мал (порядка 0,3). Длина его резонатора гораздо меньше, чем в лазерах других типов (порядка нескольких сотен микрометров), и потому даже
при слабом отражении от внешнего зеркала роль внешней оптической обратной связи становится заметной.

Работу полупроводникового лазера с внешней оптической обратной связью можно описать в рамках модели составного резонатора, который изображен на рис. 1. В этой модели считается, что грань лазера, из которой выходит излучение, и внешний отражатель, который возвращает свет в активную область (в дальнейшем будем называть его
внешним» зеркалом), образуют (внешний) резонатор Фабри—Перо, который оптически связан с лазерным резонатором через его выходное зеркало и образует вместе с ним составной резонатор.

Полное содержание статьи: http://journals.ssau.ru/index.php/vestnik/article/view/725