ПРИМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

USE OF THE OPTICAL CONVERTER FOR INCREASE IN ACCURACY OF MEASUREMENTS

Pavel Popov

student, Radio engineering department, Don state technical university,

Russia, Rostov-on-Don

АННОТАЦИЯ

Среди оптических методов можно выделить голографические интерференционные методы или методы голографической интерферометрии, так как с помощью этих методов можно достигнуть наибольшей чувствительности и точности измерений.

ABSTRACT

It is possible to distinguish holographic interferential methods or methods of a holographic interferometry as by means of these methods it is possible to reach the greatest sensitivity and accuracy of measurements from optical methods.

Ключевые слова: электромагнитное излучение, голографический преобразователь, интерферограмма, оптические методы измерений.

Keywords: electromagnetic radiation, holographic converter, interferogram, optical methods of measurements.

Высокоточные измерения получаются за счёт использования голограмм, которые обеспечивают реконструкцию эталонных оптических полей. Информация на выходе проведения таких измерений получается путём анализа изменений, происходящих с волновыми фронтами интерферирующих когерентных световых потоков, формируемых с использованием таких голограмм.

Одним из достоинств является возможность съёма выходной информации непосредственно в цифровом виде при обработке голографических интерферограмм, что очень удобно для ввода её сразу в ЭВМ. Также ведение таких измерений даёт возможность бесконтактного съёма информации. Высокая точность и быстродействие голографических интерферометрических методов обусловлена использованием лазера в сочетании с электронно-оптическими устройствами обработки информации. Важной особенностью голографических методов измерений является то, что при измерении любой физической величины в пределах всего рабочего диапазона чувствительность измерителей остается высокой. Результаты исследований и проведённые расчёты показывают, что, по своей чувствительности, голографические измерительные системы позволяют проводить измерения на уровне термодинамической помехи. Помимо исключительно высокой чувствительности методы голографической интерферометрии являются мало критичными к технической реализации оптических каналов, по которым распространяются световые потоки, волновые фронты которых сравнивают в процессе измерений [1]. Помимо этого, интерференционно-голографические методы измерений обеспечивают дифференциальное вычитание ошибок, вносимых конструктивными элементами оптических схем измерительных систем, обеспечивают прямое измерение ряда механических физических величин (например, перемещения, скорости, ускорения, деформации, оптической плотности прозрачных для света материалов) и высокоточное косвенное измерение параметров другой физической природы.

Известно, что фазовые оптические методы, основанные на явлении интерференции световых потоков, имеют максимальную чувствительность и точность прямого или косвенного измерений значений физических величин. Лучшими среди оптических интерференционных методов измерений являются методы голографической интерферометрии [2]. Измерение физической величины интерференционными оптическими методами делятся на два этапа: преобразование значений физической величины в соответствующие ей параметры оптического поля, а также анализ и измерение параметров оптического поля, соответствующих значениям измеряемой физической величины.

Проведя анализ характерных особенностей интерференционных оптических методов можно сделать вывод, что наиболее подходящим из них для модуляции оптического излучения электрическим сигналом с выхода усилителя датчика напряжённости электрического поля является пространственно-спектральный метод голографической интерферометрии [3]. Используя данный метод можно разработать и построить высокочувствительный широкодиапазонный измеритель напряжённости электрического поля, который будет обеспечивать селекцию результатов измерений по частотному диапазону. Оптический чувствительный элемент в исполнении голографического интерферометра в схеме такого измерителя является, по существу, аналого-цифровым преобразователем, обеспечивающим широкий частотный и динамический диапазоны.

Таким образом, актуальной является задача разработки высокочувствительных измерителей уровня электромагнитного излучения свободных от таких недостатков как работа в узком диапазоне частот, большие энергопотребление и массогабаритные характеристики.

Список литературы:

1. Гужов, В.И. Цифровая голографическая интерферометрия / В.И. Гужов, С.П. Ильиных. – Новосибирск: НГТУ, 2017. – №1. – С. 510-514.
2. Мирошническо, И.П. Методика регистрации информации с оптических интерферограмм / И.П. Мирошниченко, В.И. Мирошниченко. – Таганрог: Известия ТРТУ, 2003. – № 3. – 176 с.
3. Звездина, М.Ю. Исследование условий экспонирования эталонной голограммы голографического интерферометра / М.Ю Звездина, А.Г Прыгунов, В.В. Трепачёв. – Москва : НТЦ УП РАН, 2012. – № 3. – 65-71 с.