Оптическое ограничение в углеродсодержащих материалах в видимом и ближнем ИК диапазонах : исследование и разработка оптических ограничителей импульсно-периодического лазерного излучения

• Автор: Виденичев, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и степень разработанности

Цели и задачи

Научная новизна

Теоретическая и практическая значимости

Методология и методы исследования

Защищаемые положения

Степень достоверности и апробация результатов

1 ОПТИЧЕСКОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ УГЛЕРОДНЫМИ ЧАСТИЦАМИ: МЕХАНИЗМЫ И МАТЕРИАЛЫ

1.1 Механизмы оптического ограничения

1.1.1 Обратное насыщенное поглощение
1.1.2 Двухфотониое поглощение
1.1.3 Вынужденное рассеяние
1.2 Углеродсодержащие материалы для оптических ограничителей
1.2.1 Фуллерены и их производные
1.2.2 Дисперсии частиц технического углерода
1.2.3 Дисперсии углеродных нанотрубок
1.3 Дизайн оптических ограничителей
1.4 Выводы
2 ОПТИЧЕСКОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ ДИСПЕРСИЯМИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР В ВОДЕ
2.1 Аппаратура и методика измерения параметров оптических ограничителей
2.1.1 Описание экспериментальной установки
2.1.2 Методика измерений
2.2 Оптическое ограничение дисперсиями полиэдральных углеродных наночасгиц
2.2.1 Материалы
2.2.2 Результаты экспериментов
2.2.3 Выводы
2.3 Сравнительное исследование оптического ограничения в водных дисперсиях шунгитового углерода и агрегатов фуллерена
2.3.1 Введение
2.3.2 Материалы
2.3.3 Результаты и обсуждение
2.3.4 Выводы
2.4 Оптическое ограничение дисперсиями углеродных нанотрубок
2.4.1. Введение
2.4.2 Материалы
2.4.3 Результаты и обсуждение
2.4.4 Влияния размера пучков
2.4.5 Вывод
2.5 Сравнение оптического ограничения в моноимпульсном режиме в водных
дисперсиях углеродных наночасгиц
3 ПРАКТИЧЕСКИЕ СРЕДЫ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
3.1 Дисперсии однослойных углеродных нано трубок в антифризах
3.1.1 Материалы
3.1.2 Результаты и обсуждение
3.1.3 Выводы

3.2 Дисперсии углеродных нановолокон в полидиметилсилоксане
3.2.1 Материалы
3.2.2 Результаты
3.2.3 Выводы
3.3 Сравнение оптического ограничения в импульсно-периодическом режиме в жидкостях с низкой температурой плавления
4 РЕАЛИЗАЦИИ УСТРОЙСТВ С ОПТИЧЕСКИМИ ОГРАНИЧИТЕЛЯМИ
4.1 Разработка нелинейно-оптического модуля защиты глаз от лазерного излучения в наблюдательных приборах
4.1.1 Введение
4.1.2 Конструкция телескопа с защитными фильтрами
4.1.3 Рабочие характеристики прицела с защитными элементами.
4.1.4 Выводы
5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

должно быть меньше или равняться диафрагменному числу исходной системы. Это необходимо для того, чтобы встраиваемая фокусирующая система с нелинейно-оптическим ограничителем не уменьшала поле зрения защищаемого детектора. Если оптическая система, которую необходимо защищать является визуальным наблюдательным прибором, таким как перископ, телескоп, бинокль или прицел, то для установки нелинейной среды может быть использована уже имеющаяся в них фокальная плоскость. Большинство таких систем имеют диафрагменное число около 10. Когда входная оптика такого прибора заполнена лазерным пучком, размер пятна в фокальной плоскости при использовании дифракционно-ограниченной оптики будет по порядку величины равен произведению диафрагменного числа на длину волны (АХ//). Для волн видимого диапазона длина зоны Релся для таких малых пятен будет менее 200 мкм. Сравнимыми значениями будет ограничиваться и зона эффективного взаимодействия лазерного излучения и нелинейно-оптической среды.
Если нелинейно-оптическая среда демонстрирует эффект самофокусировки, самодефокусировки или нелинейного рассеяния, оптическое ограничение может быть вызвано установкой диафрагмы между нелинейной средой и сенсором. Чтобы не ограничивать поле зрения системы, установленная диафрагма не должна уменьшать эффективное диафрагменное число оптической системы. При малых сигналах, свет беспрепятственно проходит через систему, однако при интенсивностях (или плотностях энергии) выше пороговых, свет начинает распространяться с большей угловой апертурой, чем угловая апертура установленной диафрагмы и, таким образом, пропускание системы падает. Во многих случаях, как нелинейное поглощение (или рассеяние), так и нелинейная рефракция присутствуют одновременно и могут быть использованы для реализации оптического ограничения.
Самый важный для человека сенсор - эго конечно же человеческий глаз, который также является наиболее трудно защитимым сенсором. Человеческий глаз - удивительный сенсор, который воспринимает излучение в широком спектральном диапазоне, имеет саморегулирующуюся собирающую оптику