Доклад: Лазерный прибор для измерения среднего диаметра волокон в их группе
к. ф.-м. н. Пресняков Ю.П.
Прибор предназначен для оперативного измерения среднего диаметра волокон, нитей, проволочек в группе хаотически расположенных экземпляров. Оптимальный диапазон диаметров (10-100) мкм. Принцип действия прибора основан на анализе углового распределения дифрагированного на волокнах лазерного излучения в предположении малой дисперсии функции распределения волокон по диаметрам.
Схема прибора показана на рис. 1, обозначения на которой следующие: 1- лазерный диод мощностью излучения
(5-50) мвт; |
|
Если
расстояния и
удовлетворяют
формуле линзы
,
где
v
фокусное расстояние объектива, то оптическая схема обеспечивает, в приближении
дифракции Френеля, безлинзовое преобразование Фурье амплитудного пропускания в
области объекта
, где
- радиус вектор в плоскости 3. В
этом случае комплексная амплитуда в плоскости детектора определяется
выражением:
где,
- длина волны лазера,
-
расстояние от волокон до фотодетектора.
При использовании линейного по световому потоку фотодетектора средний диаметр волокон вычисляется по следующей приближенной формуле:
,
где и
- средние радиусы колец (
);
и
- их площади;
и
- амплитуды
электрических сигналов, снимаемых , соответственно, с первого и второго колец
фотодетектора. Вклад неучтенной дисперсии
в погрешность измерения среднего
диаметра определяется величиной порядка
. В случаях, когда условие
не выполняется,
для измерения среднего диаметра и дисперсии используется фотодетектор состоящий
из трех светочувствительных колец.