SCI Библиотека

Исследовано и экспериментально проанализировано влияние линзовой и зеркальной оптических схем канала подсвета макетного образца оптико-электронной системы для измерения параметров шероховатости ангстремного уровня оптических поверхностей на качество лазерного излучения. На основе разработанного макетного образца с применением линзовой и зеркальной оптических систем дана количественная оценка таким показателям качества лазерного излучения как M2-параметру и функции контраста спекл-структуры в сечении его энергетического профиля. В результате представленного сравнительного анализа влияния двух оптических систем канала подсвета макетного образца на достижимые показатели качества лазерного излучения, сделаны рекомендации о целесообразности применения линзовой оптической си-стемы в канале подсвета с точки зрения минимальной погрешности проводимых измерений.

Исследованы статистические характеристики поля, рассеянного контролируемой шероховатой оптической поверхностью, и определены выражения для контраста спекл-структуры в зависимости от степени монохроматичности излучения лазера ИК-интерферометра. Приведены результаты экспериментальных исследований макетного образца лазерного ИК-интерферометра, построенного по модифицированной функциональной схеме Тваймана–Грина, с рабочей длиной волны излучения  = 10,6 мкм и сформулированы рекомендации по выбору его элементной базы.

В работе рассматривается возможность описания средне- и мелкоструктурных неоднородностей профилей поверхностей крупногабаритных оптических изделий, используя двумерную спектральную плотность корреляционной функции (СПКФ). Предложен метод измерения амплитудных значений пространственных неоднородностей в широком спектральном диапазоне, на основе теоремы Парсеваля и Винера-Хинчина, используя алгоритм приведения двумерной функции СПКФ к одномерному виду. Данный метод позволяет сравнивать измеренную функцию СПКФ с теоретически рассчитанной и указанной в техническом задании на изготовление оптической детали, а также выдвигать требования на аппаратуру контроля. В статье представлено математическое описание метода приведения двумерной функции СПКФ к одномерному виду функции и предложен алгоритм программного обеспечения, разработанного для реализации данного метода приведения функции СПКФ, и его апробация как на математических моделях поверхностей, так и на результатах экспериментальных измерений.

Для достижения высоких технологические показателей качества различных оптических деталей нового поколения, необходим не только современный подход к методам и средствам обработки деталей, но и реализация перспективных высокоточных бесконтактных методов диагностики. Особое внимание в единой технологической цепочке занимают стадии глубокой полировки, когда высотные статистические параметры профилей достигают нано- и субнанометровых уровней. Для диагностики высотных статистических параметров субнанометрового уровня на сегодняшний день применяются различные классы оптико-электронных приборов и систем. Наибольший интерес в задачах высокоточного аттестационного контроля представляют такие перспективные приборы и системы, как: динамические интерферометры, а также приборы, позволяющие оценивать среднеквадратическое значение поверхностных неоднородностей субнанометрового уровня по данным анализа индикатрисы рассеянного лазерного излучения. В мировой практике методы, основанные на анализе индикатрис рассеянного лазерного излучения, классифицируются на [1–7]: методы полного интегрального рассеяния (TIS – Total Integrated Scattering), методы определения функции распределения коэффициента отражения по двум угловым координатам (метод определения характеристики BRDF – Bidirectional Reflectance Distribution Func-tion), методы дифференциального рассеяния (ARS – Angle-Resolved Scattering). Анализ влияния ограничительных факторов в методе дифференциального рассеяния позволяет определить его систематическую погрешность и повысить точность измерения.

Представлен новый численный метод интегрирования по двум углам диаграммы направленности излучения электрона, движущегося с ускорением. Метод использует представление двумерного интеграла в виде двойной интегральной суммы по угловым секторам, линейную аппроксимацию функции интенсивности по угловым точкам элементарного сектора, взятие интеграла от аппроксимации в аналитическом виде. С использованием нового метода решена задача релятивистской электродинамики, связанная с вычислением мощности излучения электрона, движущегося по сложной траектории в окрестности фокуса фемтосекундного лазерного импульса.