Метод фазовой квадратуры
Производится смешение измерительного луча и опорного луча с повёрнутой поляризацией. Измеряются обе поляризации проинтерферировавшего луча.
По сумме сигналов можно вычислить A Отношение сигналов S1 и S2 ~ctgφ - не зависит от A Знак dφ/dt определён
Ограничения на точность методики
Вибрация: |
|
|
l |
|
|
|
|
2 - минимальный сдвиг полосы |
||||||||
|
|
|
|
|
|
nl |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
nl |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|||
n |
2 n |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
c |
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
||
nc |
mc |
2 |
1.12 1013 2 |
[см, см-3] |
|
4 106 |
|
l |
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
nl |
||||||||||||||
|
e2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
пример: = 0.01, l = 100 см, n = 1014 см-3, l = 1 мкм |
|
> 40 мкм |
|
|
|
|
||||||||||
методы борьбы с вибрацией: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
-конструкция интерферометра (станина, развязки от вибрации)
-двухволновые системы (сильно отличающиеся длины волн)
-активная стабилизация базы
Рефракция:
|
max |
~ 10 13 n 2 |
- при параболическом профиле |
|
e |
плотности (токамак) |
пример: = 337 мкм (HCN лазер), L = 6 м, n = 1014 см-3 смещение луча >10 см (размер окна установки)
Интерферометр – пример реализации |
||||||
|
подвеска |
|
|
|
|
ГОЛ-3 |
детектор |
станина |
|
|
|
|
|
линза |
плазма |
|
|
|
|
|
|
|
Три импульса ГОЛ-3 (1989), λ = 3.39 мкм |
||||
He-Ne лазер |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сигнал |
калибровка |
светоделительная |
|
0 |
. 1 |
|
|
|
пластина |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
сферические |
|
P L 0 |
5 |
2 0 |
размах |
калибратор |
зеркала |
|
|
|
|
|
|
|
P L 0 |
5 |
1 8 |
||
|
|
|
||||
|
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
ë |
0 |
|
|
|
Компенсация рефракции: точка |
ã í à |
|
|
|
||
|
|
|
|
|||
фокуса сферических зеркал совпадает |
ñ è |
|
|
|
|
|
с центром плазмы. |
|
|
|
|
|
|
Динамичекая калибровка: в схеме |
P L 0 5 |
2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
есть подвижный калибратор, который |
- 0 . 1 |
|
|
|
|
|
|
даёт в конце сигнала картину |
|
|
|
|
|
|
|
интерференции (размах полосы). |
0 |
1 0 0 |
2 |
0 |
0 |
3 0 0 |
4 0 0 |
|
|
â ð å ì |
ÿ |
, |
ì |
ê ñ |
|
Проблема крупных установок - станина
|
|
|
|
|
|
LHD |
|
|
|
Beam3 |
Beam2 |
Beam1 |
|
|
|
|
|
|
|
Detection |
|
|
|
|
|
|
optics area |
|
|
|
Port3 |
|
|
Port2Port1 |
|
|
|
Vertical slab |
|
|
|
|
|
|
beams |
|
|
|
i) |
Three slab beams (250x50mm and 280x50mm) cover |
|
|
|
|
Local |
|
entire plasma cross section. |
YAG laser |
CO2 laser |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1.0 |
|
|
FIR I nterferometer |
|
ii) |
CO2(10.6 ), YAG(1.06 ) two color for vibration |
Spectrometer |
|
h ousing |
||
(m) |
|
|
|
|
||
|
compensation. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дисперсионный интерферометр
Основная идея: зондирование на первой и второй гармониках излучения |
ГДЛ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Достоинства: оба луча идут по одному пути точно, подавление вибраций, |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
не требуется станина (оптические элементы крепятся на вак. камере) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Исходный вариант схемы интерферометра |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
ъ |
|
|
|
|
|
|
|
|
<nl> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ъ |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 L |
||
2 ( ) (2 ) c 0 [ |
n( ) n(2 )] dl |
||||||
|
|
||||||
|
3e2 |
|
|
L |
|
|
|
|
2 |
|
|
||||
|
2mc |
|
|
0 |
ne dl - для плазмы |
||
|
|
|
n( ) n(2 ) ~ 5 10 6 |
||||
|
воздух: |
||||||
|
кварц: |
n( ) n(2 ) ~ 10 2 |
|||||
Проблемы:
-нужна большая мощность для удвоения частоты
-нужна высокая стабильность мощности
-сильная чувствительность к перекосам умножителей
Дисперсионный интерферометр - 2
Новая идеология: |
ГДЛ, TEXTOR |
модуляция фазы, |
|
уголковый отражатель |
|
1 – CO2 лазер, 2 – оптическая плита, 3, 4 – зеркала,
5 – электрооптическая ячейка, 6 – удвоитель частоты, 7 – приемник излучения, 8 – линза, 9 - вакуумная камера TEXTOR, 10 – уголковый отражатель
Конец лекции
