Автономно-калибруемое средство измерений пространственно-энергетических и поляризационных характеристик излучения лазерных диодов

• Автор: Крайнов, Иван Владиславович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПУЧКА М2 И ПАРАМЕТРОВ СТОКСА И ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СИЛЬНО РАСХОДЯЩЕГОСЯ
ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
1.1 1.1. Методы и средства измерений коэффициента распространения пучка М2 и параметров Стокса
1.2 Фотонные первичные преобразователи средней мощности лазерного излучения
1.3 Тепловые первичные измерительные преобразователи
средней мощности лазерного излучения
1.3.1. Классификация тепловых измерительных преобразователей лазерного излучения
1.3.2. Основные параметры и характеристики одинарных тепловых ПИП
1.3.3. Предел допускаемой относительной погрешности одинарных тепловых ПИП
1.3.4. Многоэлементные тепловые ПИП
1.3.4.1. Многоэлементные термоэлектрические ПИП
1.3.4.2. Пироэлектрические многоэлементные ПИП
1.4 Актуальность разработки нового поколения отечественных тепловых ПИП для диагностики излучения среднего уровня мощности
1.5 Возможность создания средства измерения параметров лазерного излучения с планарным ПИП
1.6 Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ РЕЖИМА ГЕНЕРАЦИИ ЛД НА ОСНОВНОЙ МОДЕ И ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ
ПОЛЯРИЗАЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С БОЛЬШОЙ
РАСХОДИМОСТЬЮ
2Л Методика определения модового состава лазерного излучения
2.2 Методика определения степени поляризации лазерного излучения
2.3 Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫХОДНЫХ
СИГНАЛОВ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЕ
СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ С ИХ УЧЕТОМ
3.1 Формирование сигналов планарного первичного измерительного преобразователя лазерного излучения
3.2 Автономная калибровка планарного ПИП
3.3 Определение зонной и координатной характеристики планарного первичного измерительного преобразователя лазерного излучения
3.3.1 Определение зонной характеристики планарного первичного измерительного преобразователя лазерного излучения
3.3.2 Определение координатной характеристики планарного первичного измерительного преобразователя лазерного излучения
3.4 Особенность формирования сигналов используемых в разрабатываемом средстве измерений фотоэлектрических
первичных преобразователей лазерного излучения
3.4.1 Определение неравномерности зонной характеристики

планарного фотоэлектрического первичного преобразователя
лазерного излучения
3.4.2 Расчет угловой зависимости относительной спектральной чувствительности планарного
фотоэлектрического первичного преобразователя лазерного излучения
3.5 Конструкция средства контроля режима генерации на основной моде и измерения степени поляризации излучения одномодовых ЛД в свободное пространство
3.6 Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ СИЛЬНО
РАСХОДЯЩЕГОСЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРАБОТАННОГО СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ОЦЕНКА ИХ ПОГРЕШНОСТИ
4.1 Определение конструкционных параметров средства контроля режима генерации на основной моде и измерений степени поляризации ЛД в вертикальной плоскости
4.1.1. Определение оптимального угла между осью лазерного пучка и плоскостью его косого сечения
4.1.2 Результаты абсолютной калибровки фотодиода с помощью планарного первичного измерительного преобразователя
4.1.3 Измерение угловой зависимости спектральной чувствительности фотодиода
4.2 Определение режима генерации ЛД на основной моде
4.2.1 Измерения диаграммы направленности излучения ЛД в вертикальной и горизонтальной плоскости
4.2.2 Традиционно используемая методика определения параметра М2 сильно расходящегося излучения ЛД

1.4. Актуальность разработки нового поколения отечественных тепловых
ПИП для диагностики излучения среднего уровня мощности
В настоящее время зарубежные производители выпускают большое количество тепловых ПИП. При этом существуют модели, позволяющие определять мощность и распределение мощности излучения в поперечном сечении пучка [2, 8, 9]. Принципы действия ПИП различны и определяются спектральным составом диагностируемого излучения, уровнем его мощности и функциональными особенностями ПИП. Характерной особенностью современных средств измерений параметров лазерного излучения является наличие блока электронной обработки выходного сигнала ПИП, и зачастую именно этот блок обеспечивает высокие метрологические параметры средства измерений.
Производители лазерной измерительной техники, занимающие лидирующие позиции на рынке метрологии лазерного излучения, выпускают готовые комплексы для измерения основных параметров лазерного излучения. В разделе 1.1 описаны разработанные и производимые за рубежом средства измерений, позволяющие одновременно измерять мощность лазерного излучения и параметр М2 (ВеагаМаз1ег [2]). Эти средства измерений удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ним в [20], однако их стоимость достигает сотен тысяч рублей. Кроме того, технология производства и конструктивные особенности ПИП, используемых в средствах измерений параметров лазерного излучения, засекречены, что диктуется условиями рыночной экономики.
Все это указывает на актуальность разработки и создания нового поколения отечественных средств измерения параметров лазерного излучения.