Лазерная система для изучения выделения водорода из металлов и сплавов

• Автор: Могилева, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 144 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Г лава 1. Методы анализа и контроля водорода в металлах и
сплавах
1.1. Перевод растворенного в металле водорода в газовую фазу при нагреве или плавлении в вакууме или в
инертной атмосфере
1.1.1. Манометрическая регистрация водорода
1.1.2. Выделение водорода из газовой смеси с помощью палладиевого фильтра и манометрическая его регистрация
1.1.3. Хроматографическое определение водорода
1.1.4. Масс-спектрометрическая регистрация водорода
1.2. Электрохимический метод контроля водорода
1.3. Спектральный анализ
1.4. Микролокальное определение содержания водорода в
металлах при помощи лазера и масс-спектрометра
1.5. Лазерные методы определения и контроля водорода в
газовых средах
1.6. Новый подход к определению содержания водорода в
металлах с применением методов нелинейной оптики и лазерной спектроскопии
Глава 2. Лазеры с модуляцией добротности на YAG: Ncf+ для
возбуждения ВКР в водороде
2.1. YAG.-Nd3' - лазер с модуляцией добротности и активной синхронизацией мод, выполненный на низковольтных модуляторах света
2.1.1. Методы модуляции добротности
2.1.2. Оптическая схема лазера
2.1.3. Исследование работы модулятора МЛ-102А
в резонаторе лазера
2.1.4. Работа лазера в режиме активной синхронизации
мод и модуляции добротности
2.1.5. Электронная схема
2.1.6. Исследование параметров лазера
2.1.7. Усилитель излучения и генератор второй гармоники
2.2. Лазер с модуляцией добротности и регулируемой длительностью импульса
2.2.1. Обсуждение задачи получения лазерных импульсов с регулируемой длительностью
2.2.2. Оптическая схема и работа лазера
2.2.3. Исследование характеристик лазера
2.3. Одночастотный УАС'.Ыс!3*- лазер с пассивной модуляцией добротности и поляризационным выводом излучения
2.3.1. Оптическая схема и принцип работы
2.3.2. Исследование работы лазера
Глава 3. ВКР - генератор для контроля водорода
в газовых смесях методом КАРС
3.1. Колебательно-вращательный спектр молекулы водорода
3.1.1. Энергетический спектр молекулы водорода
3.1.2. Влияние давления водорода на частоту колебательно-вращательных переходов
3.1.3.Влияние давления водорода на ширину линий колебательно-вращательных переходов
3.2. Оптимизация ВКР-генератора для получения эффективной бигармонической лазерной накачки
3.2.1. Особенности вынужденного комбинационного рассеяние света
3.2.2. Обсуждение задачи оптимизации ВКР-генератора
3.2.3. Описание эксперимента
3.2.4. Экспериментальные результаты и их обсуждение
Глава 4. Исследование выделения водорода
из металлов и сплавов
4.1. Описание лазерной системы, разработанной
для исследования выделения водорода из металлов
4.2. Исследование выделения водорода из алюминиевого сплава 1420 и стали 30ХГСА после импульсного лазерного воздействия
4.3. Наблюдение химической активности алюминиевых сплавов
в воде после импульсного лазерного воздействия
4.4. Влияние среды испытаний на эффективность выделения водорода из металлов при импульсном лазерном воздействии
Заключение
Литература

камеры с образцом, равном 10 см3, и при чувствительности метода КАРС к Н2 в воздухе, равной 0.2 млн'1 [23], находим, что минимальная концентрация водорода в металле, которая может быть зарегистрирована указанным методом, составляет 2x10'5 см3/100 г. При этом сохраняется локальность анализа, определяемая геометрическими параметрами сфокусированного пучка испарительного лазера.
В методе КАРС измеряется интенсивность антистоксовой компоненты рассеяния, возникающей в результате четырехфотонного взаимодействия в исследуемой среде. Для реализации метода КАРС необходимо иметь источник резонансной бигармонической лазерной накачки [23]. Одним из путей получения такой бигармонической накачки может служить метод вынужденного комбинационного рассеяния света в сжатом водороде. Для возбуждения ВКР в молекулярном водороде наиболее приемлемым является импульсное излучение второй гармоники неодимового лазера. Таким образом, для экспериментальной реализации метода определения водорода в металлах, заключающегося в извлечении растворенного в металле водорода при локальном импульсном лазерном воздействии и регистрации выделившегося водорода методом лазерной спектроскопии когерентного антистоксова рассеяния света, необходимо, дополнительно к испарительному лазеру и рабочей камере, разработать мощный неодимовый лазер с удвоителем частоты, ВКР- генератор бигармонической лазерной накачки на сжатом водороде, оптическую измерительную КАРС-кювету и систему регистрации антистоксова сигнала (см. рис. 6). В связи с этим, в данной работе основное внимание уделялось разработке эффективного источника лазерного излучения на YAG: Nd3+, позволяющего возбуждать ВКР в молекулярном водороде в широком диапазоне давлений; разработке эффективного источника бигармонической лазерной накачки для анализа водорода в газовых смесях методом КАРС; изучению особенностей