Електрооптичні резонансні нвч модулятори лазерних віддалемірів-рефрактометрів - Автореферат

Для розробки таких ЛВР своєчасною та актуальною є науково-практична задача створення електрооптичних резонансних НВЧ модуляторів з абсолютною інструментальною похибкою, яка вноситься модулятором в абсолютну інструментальну похибку ЛВР, не більше ± 0,03 мм при P = 0,95. Санкт-Петербург), Інституті радіотехніки та електроніки Російської АН, Єреванському політехнічному інституті, Kern (Швейцарія), NIST (США) та інших, показав, що підвищення точності ЛВР у два рази і збільшення діапазону вимірювань убік більших довжин потребує зниження мікрохвильової потужності, що подається до модулятора, збільшення глибини модуляції лазерного випромінювання, стабільності фазового фронту випромінювання на виході кристала ЕОМ і зменшення нелінійних спотворень промодульованого лазерного випромінювання. У відомих опублікованих наукових працях немає розвязань крайових задач про власні коливання резонансних ЕОМ з урахуванням дисипативно-теплових процесів, що протікають у електрооптичних кристалах, із дослідженням розподілів електромагнітних і температурних полів як у кристалах, так і в порожнинах резонаторів; не приведені залежності глибини модуляції, фазових і нелінійних спотворень лазерних пучків від мікрохвильової потужності накачування для резонансних ЕОМ. створені експериментальні зразки електрооптичних резонансних НВЧ модуляторів з абсолютною інструментальною похибкою, яка вноситься модулятором в абсолютну інструментальну похибку ЛВР, не більше ± 0,03 мм при P = 0,95. У роботах, опублікованих у співавторстві, автору даної дисертаційної роботи належить огляд робіт з ЕОМ, кристалів і резонаторів, які застосовуються для модуляції лазерного випромінювання, та сформульована постановка задачі створення ЕОМ для ЛСЛВ [1]; розвязання крайової задачі про власні коливання НКР, навантаженого на електрооптичний кристал класу , та експериментальні дослідження електромагнітного поля [2]; теоретичні та експериментальні дослідження температурного поля на поверхні електрооптичного кристалу KDP, вмонтованого в НКР [3,9]; теоретичні дослідження ЕОМ для розвязання неоднозначності вимірювання відстаней лазерним віддалеміром, розрахунок і обґрунтування частот модуляції [5]; теоретичні та експериментальні дослідження пристрою для вимірювання коефіцієнта модуляції лазерного випромінювання [6]; дослідження спектрального складу промодульованого лазерного випромінювання на виході ЕОМ [12]; дослідження непрямого методу вимірювання електромагнітного поля на поверхні електрооптичного кристала за результатами прямих вимірювань розподілу температури безконтактним способом, проаналізовані фазові спотворення, внесені ЕОМ у лазерний пучок [14]; дослідження автогенераторного способу збудження ЕОМ [15].У Вступі розкрита актуальність теми, звязок роботи з науковими програмами, планами, темами, сформульована мета і задачі дослідження, наукова новизна отриманих результатів, дано практичне значення отриманих результатів, особистий внесок автора в дисертаційну роботу, апробація результатів дисертації. В Розділі 1 наведено структурні схеми ЛВР з безперервним випромінюванням та конструкції електрооптичних НВЧ модуляторів лазерних пучків, створених в Державному оптичному інституті ім. Відомо, що у всіх високоточних лазерних одночастотних віддалемірів з зовнішньою модуляцією (СГ-30, СГ-20, СВТ, ДВСД-1200Г, МЕ-3000, МЕ-5000, CR-204) та у двохвильовому ЛВР LDM фірми “Terratechnology Corporation” використовуються модулятори з кристалами класу KDP та DKDP в режимі подовжнього (напрямок розповсюдження лазерного пучка і силові лінії напруженості електричного поля, яке прикладене до кристала, колінеарні) лінійного електрооптичного ефекту. В Розділі 2 “Електромагнітне поле в електрооптичних кристалах класу резонансних НВЧ модуляторів лазерного віддалеміра-рефрактометра” наводиться розвязування крайової задачі про власні коливання НКР із електрооптичними кристалами класу ; експериментально досліджені електромагнітні поля в порожнині НКР ЕОМ; наведені розподіли електричної і магнітної складових електромагнітного поля в порожнині НКР, здобуті теоретичним і експериментальним шляхом; проведене порівняння й аналіз теоретичних і експериментальних розподілів електромагнітного поля в порожнині НКР ЕОМ. Розвязана крайова стаціонарна задача теплопровідності в області кристала класу ; отримано розподіл температурного поля на поверхні й усередині кристала; проведені порівняння і аналіз теоретичних і експериментальних розподілів температурних полів на поверхні кристала ЕОМ.У дисертації наведені теоретичні узагальнення та нове розвязання актуальної науково-практичної задачі створення електрооптичних резонансних НВЧ модуляторів, необхідних для розробки лазерних віддалемірів-рефрактометрів з абсолютною інструментальною похибкою вимірювання довжини, що не перевищує ± 0,05 мм при P = 0,95, на основі: 1) розвязування крайових задач про власні коливання та теплопровідності НКР, навантажених електрооптичними кристалами класу , чисельних та експериментальних досліджень тонкої структури електромагнітног

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ