Металл буларындағы өзіндік шектеулі ауысуларға негізделген белсенді элементтер үшін жартылай өткізгіш қозу көздерін әзірлеу және синхрондау
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v86.i3.07Кілттік сөздер:
лазерлік монитор, металл буының белсенді ортасы, визуалды-оптикалық диагностика, визуализация, қозу көзі, синхронизациялау, джиттерАннотация
Жұмыс қуатты фондық жарық жағдайында жылдам жүретін процестерді визуализациялау үшін бистатикалық лазерлік монитордың белсенді элементтерін қоздырудың типтік емес әдістерін жасауға арналған. Жұмыстың практикалық маңыздылығы бистатикалық лазерлік монитордың уақытша ажыратымдылығын арттыру, сондай-ақ сәулелену импульстарының джиттерін азайту арқылы бейнелеу параметрлерін жақсарту болып табылады. Осы мақсатқа жету үшін мыс бромидінің буы негізіндегі белсенді орталардың жартылай өткізгішті қоздыру көздері әзірленіп, олардың синхрондауы қайталанатын импульстік режимде орындалды. Әзірленген көздер бірдей коммутациялық ұяшықтардың массиві болып табылады. Әрбір ұяшықта сақтау конденсаторы, қосқыш және трансформатор бар. Ажыратқыштар ретінде жоғары қуатты IGBT транзисторлары HGTG27N120BN таңдалды, оларды ауыстырған кезде сақтау конденсаторлары трансформатордың бастапқы орамасы арқылы разрядталады, нәтижесінде қайталама орамда кернеу импульсі индукцияланады. Трансформатордың жүктемесі геометриялық параметрлері көрсетілген (l=40 см, d=2,5 см, V=196 см3) шағын өлшемді жарықтық күшейткіштің газ разрядтық түтігі (ГДТ) болды. 10 бірдей ұяшықты бір уақытта ауыстыру GDT бұзылуын қамтамасыз етті. Генератор режиміндегі белсенді элементтің сәулелену қуаты 665 мВт болды. Әзірленген жартылай өткізгішпен айдалатын жарықтық күшейткіші сынақ объектісін визуализациялау үшін бистатикалық лазерлік монитордың тізбегінде қолданылды. Екінші белсенді элементті, жарықтандыру көзін (l=90 см, d=5 см, V=1767 см3) айдау TGI1-1000-25 тиратрон көмегімен жүзеге асырылды. Жарықтандыру көзінің және жарықтық күшейткішінің сәулелену импульстерінің қайталану жылдамдығы сәйкесінше 10,5 және 21 кГц болды, нәтижесінде әрбір екінші кескін жоғары жарықтық пен контрастпен қалыптасты. Бұл жағдайда радиациялық импульстік дірілдің ең жоғары мәні 16 нс болды. Орташа діріл 6 нс болды. Сонымен қатар екі бірдей жартылай өткізгіш қоздыру көздерімен белсенді элементтерді синхронды айдау бойынша тәжірибе жүргізілді. Алынған массив осциллограммасы тоқ және GDT кернеу көп жағдайда діріл мүлдем жоқ болды, және ол пайда болған кезде, ол 4 нс аспайды. Жартылай өткізгіш көздің қуаты (465 Вт) жарық көзін қоздыру үшін жеткіліксіз болғандықтан, бұл көз конфигурациясымен визуализация орындалмады, байланысты оны ұлғайту нұсқалары ұсынылған.
Библиографиялық сілтемелер
G.S. Evtushenko, Methods and Instruments for Visual and Optical Diagnostics of Objects and Fast Processes, (Nova Science Publishers Inc., 2018), 184 p.
N. Vuchkov, K. Temelkov, New High-Power Metal Halide Vapour Lasers: Gas-Discharge Plasma Physics and Lasers’ Applications, (Australia, Adelaide, University of Adelaide, 2015), 194 p.
V.M. Batenin, V.V. Buchanov, et.al., Lazery na samoogranichennykh perekhodakh atomov metallov, (Moscow, Nauchnaya kniga, pod red. V.M. Batenina, 2011), 544 s. (in Russ.)
Yu.N. Saraev, M.V. Trigub, N.A. Vasnev. Copper bromide vapor laser for imaging of drip–transfer processes in electric arc welding // The 14th International Conference on pulsed lasers and laser applications – «AMPL-2019»: Abstracts. Tomsk: STT Publishing House, 104-105 (2019).
YU.N. Sarayev, A.G. Lunev, et al., Aktual'nyye problemy v mashinostroyenii, 5 (1-2), 20-25 (2018). (in Russ.)
L. Li, A.V. Mostovshchikov et al., IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 69 (2), 457–468 (202).
L. Li, A.P.P. Ilyin, et.al., Ceramics International, 46 (16), 19800–19808 (2018).
M.V. Trigub, V.V. Platonov, et.al., Vacuum, 143, 486–490 (2017).
V.V. Osipov, G.S. Evtushenko, et.al., High-speed video recording of liquid melt spraying during ablation of the Y2O3 target using a fiber ytterbium laser, 2022 International Conference Laser Optics, ICLO 2022, Proceedings.
G.S. Evtushenko, S.N. Torgaev, et.al., Optics and Laser Technology, 120, 105716 (2019).
D.V. Rybka, M.V. Trigub, et.al., Optika Atmosfery i Okeana, 27 (04), 306–310 (2014). (in Russ.)
AOS Technologies AG [Electronic resource]. https://www.aostechnologies.com/, Free access, Date of the application: 27.09.2022.
Mega Speed [Electronic resource]. https://www.aostechnologies.com Free access. Date of the application: 27.09.2022.
M.A. Kazaryan, V.M. Matveyev, G.G. Petrash Izvestiya akademii nauk SSSR. Ser. Fiz., 46 (10), 1898–1904 (1982). (in Russ.)
B.K. Isakov, M.M. Kalugin, MTF, 33 (4), 704–714 (1983). (in Russ.)
M.V. Trigub, N.A. Vasnev, et.al., Bistaticheskiy lazernyy monitor. Patent na izobreteniye № 2755256. Data gosudarstvennoy registratsii 14.09.2021. Pravoobladatel': IOA SO RAN (RU). (in Russ.)
M.V. Trigub, N.A. Vasnev, et.al., Atmospheric and Oceanic Optics, 34 (2), 154–159 (2021).
N.A. Vasnev, M.V. Trigub, G.S. Evtushenko, Atmospheric and Oceanic Optics, 32 (4), 483–489 (2019).
N.A. Vasnev, M.V. Trigub, Opredeleniye oblasti zreniya i prostranstvennogo razresheniya v bistaticheskoy skheme lazernogo monitora // Sovremennyye materialy i tekhnologii novykh pokoleniy: Sbornik nauchnykh trudov II Mezhdunarodnogo molodezhnogo kongressa. Pod red. A.N. Yakovleva; – Tomsk: Izd-vo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 268–269 (2019).
S.М. Lima, S. Behrouzinia, et.al., Optical and Quantum Electronics, 49(11), 372 (2017).
C.E. Webb, J.D.C. Jones, Handbook of Laser Technology: Applications, (IoP Publ., 2004), 1180 p.
M.V. Trigub, N.A. Vasnev, et.al., Patent na poleznuyu model' № 185671. Nazvaniye: Vysokovol'tnyy modulyator. Prioritet 09.10.18. Data gosudarstvennoy registratsii: 13.12.18. Pravoobladatel': IOA SO RAN (RU). (in Russ)
S.I. Moshkunov, V.Yu. Khomich, V.A. Yamshchikov, Quantum Electronics, 41 (4), 366-369 (2011).
W. Jiang, IEEE Transactions on Plasma Science, 38 (10), 2730-2733 (2010).
V.V. Tatur, P.V. Vybornov, Patent na izobreteniye №2269850. Nazvaniye: Skhema vozbuzhdeniya lazerov na parakh metallov. Data gosudarstvennoy registratsii: 10.08.04. Pravoobladatel': IMKES SO RAN (RU). (in Russ.)
V.B. Sukhanov, V.V. Tatur, Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 312 (02), 108–110 (2008). (in Russ.)
