Мониторинг внутренней температуры активных элементов мощных лазеров методом ультразвуковой локации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Контроль внутренней температуры активных элементов (АЭ) мощных лазеров необходим для их безопасной работы. В статье описана методика и устройство для мониторинга внутренней температуры АЭ лазеров. Измерения основаны на импульсном ультразвуковом (УЗ) зондировании и зависимости от температуры скорости звука в материале АЭ. Изменение скорости звука приводит к изменению фазы УЗ сигнала, прошедшего через объект, которое регистрируется описываемым устройством. Представлены результаты мониторинга температуры АЭ с помощью ультразвукового зондирования в процессе работы действующей лазерной установки.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Д. Мансфельд

ИПФ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: mansfeld@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950

Р. В. Беляев

ИПФ РАН

Email: mansfeld@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950

Г. П. Волков

ИПФ РАН

Email: volkov@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950

А. А. Кузьмин

ИПФ РАН

Email: mansfeld@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950

А. Г. Санин

ИПФ РАН

Email: mansfeld@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950

А. А. Шайкин

ИПФ РАН

Email: mansfeld@ipfran.ru
Россия, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950

Список литературы

  1. Мак А.А., Сомс Л.Н., Фромзель В.А., Яшин В.Е. Лазеры на неодимовом стекле / Под ред. Мака А.А. М.: Наука, 1990. 287 с.
  2. Kuzmin A.A., Luchinin A.G., Poteomkin A.K., Soloviev A.A., Khazanov E.A., Shaikin A.A. Thermally induced distortions in neodymium glass rod amplifiers // Quantum electronics. 2009. V. 39. № 10. P. 895–900.
  3. Kuzmin A.A., Khazanov E.A., Shaykin A.A. Large-aperture Nd: glass laser amplifiers with high pulse repetition rate // Optics Express. 2011. V. 19. № 15. P. 14223–14232.
  4. Kuzmin A.A., Silin D.E., Shaykin A.A., Kozhevatov I.E., Khazanov E.A. Simple method of measurement of phase distortions in laser amplifiers // J. Opt. Soc. Am. B. 2012. V. 29. № 6. P. 1152–1156.
  5. Авакянц Л.И., Бужинский И.М., Корягина Е.И., Суркова В.Ф. Характеристики лазерных стекол (справочный обзор) // Квантовая электроника. 1978. Т. 5. № 4. С. 725–752.
  6. Горальник А.С., Кульбицкая М.Н., Михайлов И.Г., Ферштат Л.Н., Шутилов В.А. О температурной зависимости скорости звука в чистых и легированных кварцевых стеклах // Акуст. журн. 1972. Т. 18. № 3. С. 391–396.
  7. Гитис М.Б., Михайлов И.Г., Шутилов В.А. Измерение температурной зависимости скорости звука в твердых образцах малых размеров // Акуст. журн. 1969. Т. 15. № 1. С. 28–32.
  8. Казаковa В.В., Каменский В.А. Дистанционный индикатор температуры торца оптоволокна для лазерной хирургии // Приборы и техника эксперимента. 2023. № 2. С. 110–114.
  9. Михайлов И.Г., Соловьев В.А., Сырников Ю.П. Основы молекулярной акустики / Под ред. Михайлова И.Г. М.: Наука, 1964. 514 с.
  10. Lozhkarev V.V., Freidman G.I., Ginzburg V.N., Katin E.V., Khazanov E.A., Kirsanov A.V., Luchinin G.A., Mal’shakov A.N., Martyanov M.A., Palashov O.V., Poteomkin A.K., Sergeev A.M., Shaykin A.A., Yakovlev I.V. Compact 0.56 petawatt laser system based on optical parametric chirped pulse amplification in KD*P crystals // Laser Phys. Lett. 2007. V. 4. № 6. P. 421–427.
  11. Кузьмин А.А., Хазанов Е.А., Шайкин А.А. Импульсно-периодический режим работы широкоапертурных лазерных усилителей из неодимового стекла // Квантовая Электроника. 2012. Т. 42. № 4. С. 283–291.
  12. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984.
  13. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1977.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Блок схема ультразвукового локатора. ФД – фазовый детектор, УВХ – устройство выборки-хранения, АЦП – аналого-цифровой преобразователь, СИ – стробирующий импульс. 1 – радиоимпульс, 2 – видеоимпульс, 3 – СИ.

Скачать (32KB)
Метаданные
3. Рис. 2. (а) – Принятый и усиленный радиоимпульс, (б) – видеоимпульс с выхода фазового детектора, (в) – строб-импульс.

Скачать (23KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изменение температуры на поверхности АЭ (кривая 1, правая шкала) и фазы УЗ (кривая 2, левая шкала) для поперечной компоненты УЗ волны в процессе нагрева и охлаждения АЭ.

Скачать (13KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Упрощенная схема квантрона и пути распространения регистрируемой поперечной компоненты УЗ сигнала (пунктирная линия). 1 – АЭ, 2 – лампы накачки, 3 – колба охлаждения с водой, 4 – излучатель, 5 – приемник.

Скачать (11KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Фотография квантрона. Положение ультразвуковых датчиков показано стрелками. На первом изображении можно видеть внешний термодатчик под силиконовым прижимным кольцом, диаметрально напротив расположен приемный пьезопреобразователь.

Скачать (15KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Типичная осциллограмма УЗ сигнала в АЭ. Цифрами обозначены: 1 – зондирующий импульс, 2 – продольная волна, 3 – рэлеевская волна, 4 – прямая поперечная волна, 5 – дважды отраженная поперечная волна. СИ – строб-импульс.

Скачать (31KB)
Метаданные
8. Рис. 7. (а) – Фаза прошедшей через АЭ УЗ волны, в процессе работы лазерной установки в течение нескольких импульсов накачки. Пики соответствуют моментам импульсов накачки. (б) – Динамика фазы после одного из импульсов.

Скачать (28KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».