Реферат: Лазерный прибор для измерения среднего диаметра волокон в их группе
<strong/>к. ф.-м. н. Пресняков Ю.П.
Приборпредназначен для оперативного измерения среднего диаметра волокон, нитей,проволочек в группе хаотически расположенных экземпляров. Оптимальный диапазондиаметров (10-100) мкм. Принцип действия прибора основан на анализе угловогораспределения дифрагированного на волокнах лазерного излучения в предположениималой дисперсии функции распределения волокон по диаметрам.
Схема прибора показана на рис. 1, обозначения на которой следующие:
1- лазерный диод мощностью излучения (5-50) мвт;
2- объектив;
3- пучок волокон, помещенных между двумя пластинами с отверстиями в центре
4- фотоэлектрический детектор, состоящий из двух концентрических фотодиодов с центром на оптической оси.;
5- аналого-цифровой преобразователь.
6- компьютер.
/> Рис. 1
Еслирасстояния />и/>удовлетворяютформуле линзы/>,где />vфокусное расстояние объектива, то оптическая схема обеспечивает, в приближениидифракции Френеля, безлинзовое преобразование Фурье амплитудного пропускания вобласти объекта/>, где /> — радиус вектор в плоскости 3. Вэтом случае комплексная амплитуда в плоскости детектора определяетсявыражением:
/>
где/>, /> — длина волны лазера,
/>-расстояние от волокон до фотодетектора.
Прииспользовании линейного по световому потоку фотодетектора средний диаметрволокон вычисляется по следующей приближенной формуле:
/>,
где />и /> — средние радиусы колец (/>);
/>и /> — их площади;
/>и /> — амплитудыэлектрических сигналов, снимаемых, соответственно, с первого и второго колецфотодетектора. Вклад неучтенной дисперсии />в погрешность измерения среднегодиаметра определяется величиной порядка/>. В случаях, когда условие />не выполняется,для измерения среднего диаметра и дисперсии используется фотодетектор состоящийиз трех светочувствительных колец.