Интерферометрия абсолютных расстояний лазерных зондовых измерителей рельефа при гармонической девиации длины волны
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» (Фонд содействия инновациям), Студенческий стартап, № 171ГССС15-L/78935
Добдин С.Ю.1, Инкин М.Г.1, Джафаров А.В.1, Скрипаль А.В.1
1Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
Email: dobdinsy@info.sgu.ru
Поступила в редакцию: 3 ноября 2022 г.
В окончательной редакции: 13 января 2023 г.
Принята к печати: 17 января 2023 г.
Выставление онлайн: 19 июля 2023 г.
Представлены результаты моделирования самосмешивающегося лазера (автодина) в качестве лазерного зонда для контроля микроперемещений. Предложен метод измерения абсолютного расстояния по отношению амплитуд гармоник спектра автодинного сигнала. Расчет проведен с использованием программной среды PyCharm IDE и программных модулей numpy и matplotlib. Вследствие неоднозначности функций Бесселя, входящих в алгоритм, для достоверного определения расстояния необходимо ограничить выбор спектральных составляющих областью однозначности, которая находится в конце значимой области спектра. Показано, что при уменьшении расстояния до отражателя необходимо увеличивать величину девиации длины волны лазерного излучения, чтобы набор измеряемых гармоник находился в области высоких частот. В диапазоне девиации от 0.1 до 1 nm на расстоянии от 50 до 100 mm точность измерений может достигать единиц микрон. Перспективность применения лазерного автодина обусловлена задачей разработки лазерных зондов для контроля микроперемещений в узком диапазоне расстояний до отражателя. Ключевые слова: лазерная интерферометрия, автодин, полупроводниковый лазер, модуляция излучения лазера, внешняя оптическая обратная связь, измерение расстояния, микровибрация, спектральный анализ сигнала.
- R. Daendliker, K. Hug, J. Politch, E. Zimmermann. Optical Engineering, 34 (8), 2407 (1995)
- G. Berkovic, E. Shafir. Advances in Optics and Photonics, 4 (4), 441 (2012). DOI: 10.1364/AOP.4.000441
- M.C. Amann, T.M. Bosch, M. Lescure, R.A. Myllylae. Optical Engineering, 40 (1), 10 (2001)
- S. Donati. Laser Photonics Rev., 6 (3), 393 (2012). DOI: 10.1002/lpor.201100002
- M. Norgia, A. Magnani, A. Pesatori. Review of Scientific Instruments, 83 (4), 045113 (2012). DOI: 10.1063/1.3703311
- K. Kou, X. Li, L. Li, H. Xiang. Applied Optics, 53 (27), 6286 (2014). DOI: 10.1364/AO.53.006280
- M. Deborah, K. Kane, A. Shore. Unlocking dynamical diversity: Optical feed-back effects on semiconductor lasers (John Wiley \& Sons Ltd., Chichester, 2005), p. 339
- W. Zhua, Q. Chenb, Y Wangb, H. Luob, H. Wub, B. Maa. Opt. Lasers Eng., 105, 150 (2018)
- D Li, Z. Huang, W. Mo, Y. Ling, Z. Zhang, Z. Huang. Appl. Opt., 56 (31), 8584 (2017). DOI: 10.1364/AO.56.008584
- В.С. Соболев, Г.А. Кащеева. Измерительная техника, 3, 59 (2010)
- M. Norgia, S. Donati. IEEE Trans. Instrum. Meas., 52 (6), 1765 (2003)
- J. Xu, L. Huang, S. Yin, G. Bingkun, P. Chen. Opt. Rev., 25 (1), 40 (2018)
- D. Guo, L. Shi, Y. Yu, W. Xia, M. Wang. Optics Express, 25 (25), 31394 (2017). DOI: 10.1364/OE.25.031394
- M.H. Koelink, M. Slot, F.F. Mul. Appl. Opt., 31, 3401 (1992)
- L. Scalise, Y.G. Yu, G. Giuliani, G. Plantier, T. Bosch. IEEE Trans. Instrum. Meas., 53 (1), 223 (2004)
- H. Lin, J. Chen, W. Xia, H. Hao, D. Guo, M. Wang. Optical Engineering, 57 (5), 051504 (2018). DOI: 10.1117/1.OE.57.5.051504
- D. Guo, H. Jiang, L. Shi, M. Wang. IEEE Photonics J., 10 (1), 6800609 (2018)
- Ан.В. Скрипаль, С.Ю. Добдин, А.В. Джафаров, К.А. Садчикова, И.А. Дубровская. Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Физика, 19 (4), 279 (2019). DOI: 10.18500/1817-3020-2019-19-4-279-287
- Д.А. Усанов, А.В. Скрипаль, Е.И. Астахов, С.Ю. Добдин. Квант. электрон., 48 (6), 577 (2018)
- D.A. Usanov, A.V. Skripal, E.I. Astakhov, S.Y. Dobdin. Proc. SPIE, 10717, 1071708 (2018)
- Д.А. Усанов, А.В. Скрипаль, С.Ю. Добдин, А.В. Джафаров, И.С. Соколенко. Компьютерная оптика, 43 (5), 797 (2019). DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-5-796
- Д.А. Усанов, А.В. Скрипаль, С.Ю. Добдин, Е.И. Астахов, И.Ю. Костюченко, А.В. Джафаров. Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Серия Физика, 18 (3), 189 (2018)
- H. Olesen, J.H. Osmundsen, B. Tromborg. IEEE J. Quantum Electron., 22 (6), 762 (1986)
- N. Schunk, K. Petermann. IEEE J. Quantum Electron., 24 (7), 1242 (1988)
- А.Г. Сухарев, А.П. Напартович. Квант. электрон., 37 (2), 149 (2007)
- G. Giuliani, M. Norgia, S. Donati, T. Bosch. J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 4, 283 (2002)
- А.В. Скрипаль, С.Ю. Добдин, А.В. Джафаров, К.А. Садчикова, В.Б. Феклистов. Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Серия Физика, 20 (2), 84 (2020)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
