Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок




НазваниеРазработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок
Дата04.02.2016
Размер4,65 Kb.
ТипДокументы

УДК 535.14(06) Лазерная физика

А.А. ПРОТАСОВ

Научный руководитель – А.П. Кузнецов, к.ф.-м.н., доцент

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»


Разработка ЛАЗЕРНОГО ПРОЕКЦИОННОГО
МИКРОСКОПА ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ОБЛАСТЕЙ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЛАЗМЫ И МОЩНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТЬЮ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ В УСЛОВИЯХ СИЛЬНЫХ ФОНОВЫХ ЗАСВЕТОК



Представлен метод наблюдения областей взаимодействия мощных потоков энергии с поверхностями различных веществ непосредственно в процессе воздей­ствия. Экспериментально показана возможность динамической визуализации поверхности при наличии перед ней плазмы с линейной плотностью ~ 1016 см-2 и толщиной  ~3 см.


Развитие практически всех областей науки и техники невозможно представить без использования соответствующих методов измерений. Визуализация динамических процессов при исследованиях в области экс­тремальных состояний вещества, взаимодействия плазмы с поверхностью, взаимодействия мощного лазерного излучения с веществом требует обес­печения хорошего пространственного разрешения, высокой яркости и контраста изображений.

Актуальной задачей при лазерно-технологических процессах является визуализация зон взаимодействия мощного лазерного излучения с по­верхностью материала. При поглощении лазерного излучения поверхно­стью вещества происходят сложные гидро- и газодинамическим про­цессы.

Наблюдение зон взаимодействия методами инструментальной оптики затруднено из-за образования над ними ярко светящейся плазмы, экрани­рующей их.

Принципиально новые возможности усиления яркости изображения появились после создания импульсных лазеров на парах металлов, в частности меди, генерация в которых осуществляется на переходах с резонансных уровней атомов на метастабильные [1]. Усиление яркости в таких активных системах достигается за счет использования когерентного усиления в лазерной активной среде собственного излучения, отражен­ного от исследуемого объекта [2]. Основное отличие импульсного лазера на парах меди ( = 510,6 и 578,1 нм) (как и других лазеров на самоограни­ченных переходах атомов металлов) от других типов лазеров - короткое время существования инверсии населенностей (10 – 50 нc), соизмеримое с временем распространения излучения в активной среде. За счет большого усиления (десятки и сотни децибел) лазер может работать в режиме сверхсветимости - без зеркал или с одним зеркалом.

В силу высокой частоты следования импульсов ~ 14 кГц возможно на­блюдение динамической картины на поверхности.

Размер рабочего поля на поверхности объекта исследования, увеличе­ние и качество изображения определяются выбором объективов проекци­онной системы. Так, при использовании в качестве объектива линзы диа­метром 50 мм с фокусным расстоянием f=210 мм поле зрения составляло ~ 6 мм, разрешение ~ 460 штрихов/мм. Максимальное пространственное разрешение проекционного лазерного микроскопа ограничивается ди­фракционным пределом [3].

В работе исследована возможность наблюдения поверхности объектов, находящихся на расстояниях до 5 м от лазера в условиях сильной фоновой засветки. В качестве источника засветки использовалась плазма эрозион­ного капиллярного разряда (ЭКР) в воздухе.

Разработанная проекционная система с усилителем яркости на основе Cu-лазера позволяет исследовать, в том числе, и области взаимодействия плазменных потоков с поверхностью различных веществ. Изучать дина­мические процессы плазмообразования в пространственном и временном масштабах характерном для многих научных и технологических задач. Лазерный мониторинг может быть использован для контроля состояния внутренних поверхностей плазменных камер непосредственно в течении всего рабочего цикла установки. В частности, с его помощью можно про­водить наблюдения модификации поверхности материалов при элек­тронно-ионной бомбардировке, изучать в режиме реального времени воз­действие плазменных потоков на поверхность конструкционных материа­лов, диверторных пластин в разрядной камере токамака.


Список литературы


  1. Григорьянц А.Г., Казарян М.А., Лябин Н.А. Лазеры на парах меди: конструкция, характеристики и применение // М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005.

  2. Петраш Г. Г. Оптические системы с усилителями яркости // М.: Наука, 1991.

  3. Земсков К.И., Исаев А.А., Казарян М.А. и др. // Квантовая электроника. 1974. т.1, С 13



Похожие:

Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок iconК вопросу о возможности использования фемтосекундного лазерного излучения в экспериментальной и клинической онкологии
В 1982г по его инициативе была создана лаборатория лазерной хирургии в фиане, в которой началось изучение спектрально-селективного...
Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок iconВизуализация плазмоиндуцированных процессов проекционным микроскопом с усилителем яркости на основе лазера на парах меди
Предложена и разработана схема теневого фотографирования фазовых объектов с использованием проекционного лазерного микроскопа. Получены...
Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок iconПроекта
Разработка и создание оптоэлектрических анализаторов поляризации лазерного излучения на наноразмерных плёночных структурах
Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок iconОпределение параметров отраженного от металлов лазерного излучения в процессах резки, сварки и пробивки
Определение параметров отраженного от металлов лазерного излучения в процессах резки…
Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок iconЭкспериментальные исследования неидеальной плазмы твердотельной плотности, образованной мощными фемтосекундными лазерными импульсами
Получены зависимости изменений амплитуды и фазы комплексного коэффициента отражения алюминия на длине волны излучения 620 нм от интенсивности...
Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок iconКомбинированное применение низкоэнергетического инфракрасного лазерного излучения и гиалуроновой кислоты в коррекции инволюционных изменений красной каймы губ и периоральной области

Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок iconТемы научных работ для студентов 3 и 5 курсов 2008-2009 уч года (ипф ран) № п/п
Взаимодействие сверхмощного лазерного импульса с плазмой: ускорение заряженных частиц и генерация электромагнитных полей (теория...
Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок iconБелорусский государственный университет утверждаю
Целью изучения дисциплины является ознакомление студентов с основными физическими процессами, происходящими при взаимодействии интенсивных...
Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок iconДиагностика высокотемпературной плазмы (двп-11)
Конференция посвящена фундаментальным проблемам физики высокотемпературной плазмы и последним достижениям в области создания и применения...
Разработка лазерного проекционного микроскопа для визуализации областей взаимодействия плазмы и мощного лазерного излучения с поверхностью различных веществ в условиях сильных фоновых засветок iconУчреждение российской академии наук институт прикладной физики (ипф ран)
Обеспечение центром коллективного пользования научным оборудованием комплексных исследований в области использования микроволнового...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница