Интерферометр лазерный

В последнее время началось практическое применение бесконтактного лазерного возбуждения упругих колебаний. Для приема сигналов используют пьезопреобразователи, ЭМА-приемники и оптические интерферометры. Лазерный способ излучения и приема используют, в частности, для контроля многослойных конструкций и изделий из полимерных композитных материалов. [c.231]

Толщина диффузионного слоя и изменение концентрации ионов вблизи электрода при прохождении тока могут быть определены при помощи оптических методов, например по изменению показателя преломления раствора. Для этой цели используется метод лазерной интерферометрии. [c.150]

Ограничение чувствительности интерферометра связано с шумом фотоумножителя. В результате (см. задачу 1.5.4) чувствительность при приеме в 500 раз меньше, чем при использовании оптимального ПЭП. Кроме того, интерферометр — это довольно сложное, громоздкое, чувствительное к помехам устройство. В связи с этим лазерный способ приема находит применение лишь в исследовательских целях, например для точного измерения характеристик акустического поля или скорости звука в материалах. В дефектоскопии его применяют для визуализации колебаний больших участков поверхности при теневом методе контроля. [c.73]

Решение. Сигнал, регистрируемый лазерным интерферометром, приблизительно вдвое выше уровня шумов, т. е. равен м. Это приблизительно в 500 раз больше сигнала, регистрируемого оптимальным пьезоприемником (см. задачу 1.5.1), т. е. чувствительность лазерного интерферометра в 500 раз меньше. [c.75]

Источники ИК-излучения испускают полихроматическое излучение. В спектроскопических методах работают либо с монохроматическим излучением (используя системы с монохроматорами) по причинам, обсуждавшимся в начале этой главы, либо со сложными кодирующими системами (мультиплексные системы). В первом случае для получения всего спектра применяют призменные монохроматоры или дифракционные решетки. Во втором случае для модулирования ИК-излучения обычно используют интерферометр Майкельсона. Если необходимы узкие спектральные диапазоны, удобно использовать оптические фильтры или лазерные источники. [c.171]

Тем не менее, методы второй группы используют при исследованиях. В [425, с. 480/504] оптическим методом с помощью лазерного интерферометра наблюдают за смещениями точек поверхности, вдоль которой распространяется УЗ-волна (метод лазерного детектирования, см. разд. 2.3.7). [c.78]

В [422, с. 2134] также сообщалось о возможности повышения чувствительности лазерного приема УЗ благодаря использованию конфокального интерферометра Фабри-Перо. [c.79]

Метод лазерного детектирования. Известны методы визуального представления акустических полей в прозрачных жидкостях и твердых средах, основанные на дифракции света на упругих волнах [27]. Они применяются для исследования поля излучения преобразователя и поля дифракции на препятствии. В [425, с. 480/504] визуализация достигается путем наблюдения за смещениями точек поверхности, вдоль которой распространяется УЗ-волна, с помощью лазерного интерферометра. Этим способом удается прослеживать, например, поле наклонного преобразователя на боковой поверхности, вблизи которой он расположен дифракцию УЗ-волн на различных препятствиях, например на узкой щели и усталостной трещине. Наблюдают дифракционные волны от кончика щели и рэлеевские волны, бегущие по одной и двум поверхностям щели волны Стоунли на границе раздела двух твердых тел преломление волн различных типов. Возможна мультипликативная съемка. [c.135]

Интересен другой способ ультразвукового контроля с лазерным возбуждением и приемом УЗ-импульсов [363]. Лучом 2 лазера в ОК 3 возбуждают импульсы УЗК (рис. 4.10). Для приема, вместо оптического интерферометра, используют рефракцию света на изменениях плотности воздуха. Луч лазера 1 приемного устройства направляют параллельно поверхности ОК 3 на расстоянии 4. .. 5 мм от нее. Этот луч рефрагирует на изменениях плотности воздуха, вызванных излучаемым ОК акустическим полем. Отклонения луча регистрируют фотодетектором 4, удаленным на несколько метров от зоны приема. Таким образом, изменение интенсивности акустического поля трансформируют в изменения амплитуды электрического сигнала на выходе фотодетектора. Низкочастотные помехи, обусловленные внешними шумами, температурными градиентами, механическими вибрациями и [c.497]

Способ удобен для контроля изделий с большой кривизной поверхностей. Имеется возможность повышения амплитуды и сужения спектра импульсов волн Лэмба расщеплением возбуждающего ОК лазерного луча на несколько параллельных линий, разделенных промежутками, выбираемыми с учетом длины возбуждаемой волны (см. разд. 1.2.4). Диапазон применяемых частот ограничен сверху только параметрами ОК. Преимущество описанного способа приема УЗ-импульсов перед традиционными интерферометрами - исключение влияния условий отражения и рассеяния лазерного излучения поверхностью ОК. [c.497]

Лазерным гетеродинным интерферометром регистрировали радиальную составляющую колебательной скорости на поверхности трубы. Сканирующая система с четырьмя степенями свободы обеспечивала вращение трубы и поступательное движение лазерного приемника вдоль нее. Дефекты отмечали по изменению изображения волновой картины на экране дисплея. В трубах диаметром 72,1 мм с толщиной стенки 6 мм выявляли дефекты (ударные разрушения, расслоения, контрольные отверстия) на расстояниях от 5. .. 100 см от излучающего преобразователя. Расслоение диаметром 1 см обнаруживали на расстоянии до 1 м от излучателя. Увеличение этого расстояния ограничивалось затуханием, составляющим 35 5 дБ/м. Выявленные дефекты исследовали более детально УЗ-эхометодом с использованием частоты 10 МГц и разверток типа В и С. Производительность установки [c.505]

В качестве приемников использовались два лазерных интерферометра. Время прихода импульсов измерялось интерферометром в двух точках P(zi) и P(z2) на расстоянии 20 мм друг от друга (база измерений). Погрешность измерений была [c.788]

Интерферометр, основанный на разности во времени прохождения, по своему принципу имеет характеристику фильтра верхних частот. Нижняя предельная частота определяется разностью во времени прохождения. Чем большей выбрана эта разность, тем ниже получается нижняя граница частот. Для приема звука в области частот 1—30 МГц используется разность-по времени прохода около 25 мс. Частоты ниже 100 кГц уже не проходят (отсекаются). Благодаря этому такой метод нечувствителен к движениям образца. Об исследованиях по аналогичному принципу сообщалось в работе [739]. Комплект лазерной системы контроля, таким образом, состоит из излучающего лазера, освещающего лазера и интерферометра (рис. 8.24). Излучающий лазер посылает световой импульс высокой мощности продолжительностью около 20 не. На поверхности образца этот импульс преобразуется в ультразвуковой импульс такой же длительности в диапазоне частот от 1 до 30 МГц. Частоту световых импульсов можно выбирать в широком диапазоне. Освещающий лазер работает квазинепрерывно (длинный импульс во время всего прохождения звукового импульса, непрерывное излучение) и освещает то место, где должен быть принят звук. Отраженный и рассеянный и модулированный эхом звуковой волны свет анализируется интерферометром и преобразуется в сигналы на экране как в импульсном эхо-методе с пьезоэлектрическими излучающим и приемным искателем (глава 10). Разрешающая способность, т. е. расстояние между много- [c.186]

К его недостаткам следует отнести зависимость параметров упругих импульсов от состояния поверхности и термоупругих характеристик среды, низкую частоту следования импульсов, громоздкость и недостаточный ресурс работы оборудования. Часть этих недостатков может быть устранена, поэтому лазерный метод возбуждения в сочетании с бесконтактными методами регистрации колебаний (лазерной интерферометрией, электромагнитно-акустическим методом с регистрацией колебаний через воздух) считают перспективным для исследования высокотемпературных и труднодоступных объектов. [c.84]

Перспективен метод абсолютной градуировки АЭ-преобразователей, основанный на использовании лазерной интерферометрии. [c.108]

Визуализация достигается путем наблюдения за смещениями точек поверхности, вдоль которой распространяется УЗ волна, с помощью лазерного интерферометра. [c.210]

ПАЭ первого класса - менее 50 10 В/м (конденсаторные преобразователи и преобразователи на основе лазерных интерферометров) [c.321]

Лазерный телевизионный интерферометр аналогичного назначения, выполненный по схеме Физо (с нормальным падением лучей на объект), имеет точность до 0,5 мкм. [c.503]

Метод спекл-интерферометрии основан на регистрации на одну и ту же фотопластинку двух изображений объекта в различных состояниях (например, исходном и деформированном) при освещении его лазерным светом. Как известно, изображение поверхности диффузных объектов в лазерном свете представляет собой своеобразную пятнистую структуру, состоящую из множества хаотически расположенных бликов (спеклов). Возникновение спекл эффекта обусловлено усреднением диффузно-когерентных волновых полей в плоскости изображения, причем возникающая при этом интерференционная структура модулируется микрорельефом поверхности, представляющим собой случайную функцию координат. [c.512]

Как отмечалось выше, все более возрастающее распространение находят различные оптические методы визуализации потока (шлирен, теневые, голо-графические, интерферометрия, лазерного ножа и др.) [19], которые используются в основном при больших дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Эти методы требуют отдельного специального рассмотрения и здесь не анализируются. [c.47]

Разработан вариант метода модуляционной спектроскопии отражения, в котором помимо величины ARIR регистрируется электроыодуляция фазы отраженного света Ч С этой целью для освещения электрода используется 5-поляризованный свет от г-зера, а отраженный свет анализируется с помощью лазерного интерферометра. В результате фазовая модуляция преобразуется [c.34]

Бесконтактное оптическое наблюдение за колебаниями поверхности контролируемого твердого тела осуществляют с помощью лазерного интерферометра [14]. Одна из возможных схем показана на рис. 1.30 справа. Луч высокостабилизированного лазера 9 расщепляют полупрозрачным зеркалом 8 на два луча, которые отражаются от зеркала 6 и ОК 5, поверхность которого колеблется под действием ультразвуковой волны. Лучи фокусируют линзой 10 и принимают фотоумножителем 11. Разность хода лучей в плечах интерферометра выставлена так, чтобы она была равна нечетному числу четвертей световых волн. Длина волны выбирается довольно большой (например, 0,6328 мкм от гелий-неонового лазера). Тогда косинусоидальный закон изменения интенсивности интерферирующих лучей при колебаниях поверхности изделия аппроксимируется линейной зависимостью при амплитуде до 3-10 м. Из сигнала на фотоумножителе фильтром 12 выделяют низкочастотную составляющую, соответствующую мешающим вибрациям, усиливают ее усилителем 7 и управляют перемещениями зеркала 6, которое укрепляют на компенсирующем его движение пьезоэлементе. Таким образом отстраиваются от влияния вибраций. [c.73]

Оценить минимально регистрируемое смещение частиц лазерным интерферометром, если шумы его фотоумножителя эквивалентны смещению отражателя на 5-10- 2 м. Сравнить его с минимальным сигналом, регнстрируемым пьезо-преобразователем. [c.75]

Экспериментально довольно просто измерить изменение длины в отдельном направлении как функцию температуры (рис. 7.5-19). Проблемы с точностью могут возникать только тогда, когда проба очень мала. Однако современные термодилатометры, основанные на лазерных интерферометрах, способны определять изменения размеров значительно меньше 1мкм. Определение термического расширения в различных направлениях дает степень анизотропности н в этом смысле более информативно, чем только определение изменения объема. [c.485]

Самопроизвольное испускание в определенной степени происходит в любых условиях. При надлежащих условиях оно может сыграть роль излучения, которое стимулирует вынужденное испускание. Самопроизвольно испускаемый фотон стимулирует испускание других фотонов, каждый из которых в свою очередь стимулирует испукание новых фотонов, и в результате происходит каскадный эффект. Чтобы получить значительное усиление, требуется создать достаточно длинный оптический путь. С этой целью пригодное для лазерной генерации вещество помещают в отражательную полость. Расстояние между зеркалами может быть тщательно подобрано таким образом, чтобы усиление осуществлялось только для одной частоты из ряда частот, возможных для различных энергетических уровней. На практике зеркала, между которыми помещается лазерное вещество, могут образовывать интерферометр. [c.187]

Канадской фирмой Шга-Ор1ес [420, с. 519 422, с. 19] разработана система ультразвукового контроля с бесконтактным лазерным возбуждением и приемом упругих колебаний. Газовым (СО2) лазером в ОК возбуждают импульсы продольных волн, перпендикулярные к его поверхности. Диаметр освещаемого пятна 5 мм. Упругие колебания принимают конфокальным лазерным интерферометром "Фабри-Перо" (РаЬгу-Рего1) с шириной полосы пропускания 8 МГц. Оптические преобразователи располагают на расстоянии 1,5 м от ОК. Из одного положения блока преобразователей возможен контроль поверхности размером 1,8 х 1,8 м и более. Система управляется компьютером и позволяет получать изображения в виде разверток типа А, В и С. [c.496]

В Канаде лазерный способ реализован в установке LUIS, применяемой для контроля крупных деталей самолетов крыльев, хвостового оперения, фюзеляжа [425, с. 46/310]. Оптическая сканирующая система расположена на расстоянии 1. ..2м от ОК. С одной позиции можно сканировать площадь 1. .. 2 м . УЗ возбуждают короткими импульсами (их форма и длительность зависит от контролируемого материала или покрытия), а для приема используют интерферометр "Фабри-Перо". Максимум чувствительности достигался на частоте 12 МГц, но возможно применение частот от 5 до 20 МГц. [c.496]

Принцип этого метода заключается в том, что свет, прибли-гжающийся к образцу, накладывается на свет, возвращающийся от образца. Как уже отмечалось, оба эти световых луча различаются тем, что отраженный рассеянный свет является частотно-модулированным. При способе наложения на выходе интерферометра получают разность частот между обоими лучами света в виде электрического сигнала на фотоэлементе. На рис. 8.22 показан интерферометр Майкельсона. Поверхность образца освещается лазером через оптический делитель луча. На этом делителе часть лазерного луча отщепляется и зеркалом для сравнения отражается на фотоэлемент. Одновременно здесь же отражается на фотоэлемент и свет, приходящий от образца, и накладывается на первоначальный луч лазера. При этом разность частот вызывает модуляцию освещенности на фотоэлементе и может быть снята как электрический сигнал [761]. [c.185]

Мезрих с соавторами [1035] в 1974 г. опубликовали интерферометрический метод лазерного сканирования (раздел 13.2). В качестве одного из двух зеркал интерферометра Майкельсона.-служит тонкая гибкая мембрана. Она располагается в акустической ячейке, заполненной жидкостью, и перемещается вместе с ультразвуковым волновым полем. Поверхность мембраны сканируется системой отклонения лазерного луча (ультразвуковидение, камера R A). [c.194]

С использованием лазерной интерферометрии в [19] оценена предельная чувствительность пьезопреобразователя к АЭ-сигналам в твердом теле. Авторы исходили из оценки мощности шума на зажимах пьезопреобразователя, рассчитанной по теореме Найквиста. Проведенные оценки сопоставлялись с результатами измерений, выполненных с помощью лазерной интерферомет-рической установки. Для пьезопластинки из керамики ЦТС-19 диаметром 10 мм и толщиной 5 мм, установленной на стальном стержне диаметром 6 мм, среднеквадратическое напряжение теплового шума эквивалентно амплитуде смещения стержня около 10 м при полосе частот, пропускаемых усилителем, составлявшей 1 кГц. [c.108]

Под воздействием лазерных импульсов происходит быстрый нагрев поверхности, благодаря чему возникают термические напряжения, порождающие сложную совокупность волн - объемных, сдвиговых, лэмбовских, в частности, поверхностную волну. Энергия отдельного импульса составляет около 5 мДж и по мнению разработчиков не приводит к заметной модификации поверхности. Излучение лазера фокусируется в линию на поверхности изделия, перпендикулярную его оси, что способствует преимущественной генерации поверхностной волны, направленной вдоль оси. Вызванные волной колебания поверхности регистрируют на некотором расстоянии с помощью лазерного интер -ферометра. Для этого используют отраженный от колеблющейся поверхности луч от второго, аргонового лазера, работающего в непрерывном режиме, модулированный по фазе колебаниями поверхности. Луч фокусируется и направляется на интерферометр Фабри-Перо. Последний преобразует фазовые сдвиги отраженной световой волны в изменения интенсивности света, регистрируемые с помощью фотодиода. [c.214]

В ряде случаев используют емкостные, оптические (основанные на лазерных интерферометрах), магнитост-рикционные преобразователи. Емкостные и оптические преобразователи используются при исследованиях АЭ в широкой полосе частот. Кроме того, они используются при калибровке рабочих ПАЭ. Магнитострикционные ПАЭ могут быть использованы при повышенных (до 200 С) температурах. Существуют также и пьезопреобразователи, использующие высокотемпературные пьезоэлементы, работающие при температурах до 400 °С. Для работы на повышенных температурах можно использовать также волноводы. [c.321]

Основные типы лазерных измерителей линейных размеров классифицируют по способу обработки измерительной информации на следующие группы лазерные системы бегущего луча (ЛСБЛ), лазерные дифрактометры (ЛД), лазерные интерферометры (ЛИ), лазерные триангуляционные измерители (ЛТИ). [c.493]

Лазерные измерительные интерферометры обычно строятся по двухлучевой системе Майкльсона, включающей лазер, светоделительное зеркало и два отражателя, один из которых неподвижен, а другой жестко связан с изделием (см. рис. 4, в) Отразившись от эталонного и объектного зеркал, пучки света соединяются и интерферируют. На выходе прибора с помощью фотометрического счетчика подсчитывается число полос интерференции, пропорциональное перемещению изделия. По- [c.494]

Определять пьезомодуль das при сжатии образца пленки неверно, так как сдавливание илеики между пластинами мешает ее поперечной деформации. Поэтому определение 33 следует проводить, используя обратный пьезоэффект, как это было сделано в работе [21], т. е. измерять с помощью лазерного интерферометра относительную деформацию иленки в направлении ее толщины, прикладывая к электродам пленки электрическое иоле напряженностью Ж [c.177]

Применив метод голографической интерферометрии можно проследить изменение толщины пограничного слоя капли во времени у поверхности раздела фаз,а также определить характер изменения концентрации кошонентов в пограничном слое,По мере образования капли и в ходе её двиасения вверх,кювета просвечивается лазерным лучом в момент прохождения каплей областей 1У<рис.1).Кроме этого на полученных голограммах можно определить скорость движения капли и измерить её размер. [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология