Лазерный спекл-коррелятор для исследования поверхностных процессов

ЛАЗЕРНЫЙ СПЕКЛ v КОРРЕЛЯТОР ДЛЯИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПРОЦЕССОВ.к. ф м. н. Пресняков Ю.П.СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ Схема коррелятора показана на рис 1 , где 1 v гелий неоновый лазер, 2 v мотовое стекло , 3,5 v объективы, 4 v спекл v транспарант, 6 v фотодетектор, 7 v цифровой осциллограф или компьютер. Рис. 1 33KB Схема коррелятора.При освещении шероховатой поверхности или матового стекла?но просвет при когерентном источнике освещения распределение интенсивностиизлучения является случайной функцией координат 1 . Подробное описание этогоэффекта рассмотрено во многих публикациях, наиболее полное приведено, на мойвзгляд , в работе 2 . Существенной характеристикой спекл-эффекта являетсяинтервал корреляции интенсивности определяемой формулой 1 которуюможно найти в книгах по теории случайных процессов. Наиболее полное изложение иблизкое к оптическим явлениям представлено в фундаментальной монографии 3 . Как показано в цитированных выще источниках, интервалкорреляции имеет оценку для кругового пятна лазера на поверхности где размерлуча лазера на шероховатой поверхности по уровню, -рассьояние от матовой поверхности до плоскости наблюдения длинаволны лазера.Случайные процессы, такие как коррозия, истирание врезультате трения, осаждение частиц на поверхность или ее испарение и т.д.приводит к случайным изменениям микрорельефа , что служит причиной уменьшенияфункции корреляции 1 которая в этом случае принимает следующий вид 2 где -распределение интенсивности до начала процесса интенсивность в момент времени посленачала процесса, Реализацияметода измерения, описываемого формулой 2 осуществляется записью функции нафотопластине или в памяти компьютера и в последующем измерении светового потокаинтенсивностью прошедшемфототранспорант или записью функции впамяти компьютера и вычисление функции 2 . Практическое опробование метода осуществлялось для процессаисследования осаждения паров воды на матовую поверхность стекла.

Носителеминформации о функции служилнегативный фототранспорант изготовленный на фотопластине Agta Gevaert,проявленной на месте экспозиции.

Фотоэлектрическим детектором служил кремниевыйфотодиод, с выхода которого электрический сигнал после усиления подавался назапоминающий цифровой осциллограф. На рис. 1 показана оптическая схема исследованияповерхностных процессов ?на просвет . При исследовании непрозрачных объектов?на отражение лазер и фототранспорант находятся по одну сторону отповерхности.

Рис.2. 62KB Результаты экспериментов.

Скорость осаждения приведена на рис.2. Обработка Электрического сигнала выполнялась в предположении равномерной плотности вероятности распределения прироста рельефа поверхности благодаря конденсации паров. Расчетная формула получена с использованием вывода из 3 для корреляции 4-го порядка для комплексной амплитуды световой волны, интенсивность которой.

Литература.1. М.Франсон. Оптика спеклов.М Мир, 2. LaserSpecle and Related Phenomena. Edited by J.C. Dainty.

Applied Physics. vol. 9.1975. p. 123-286.3. С.М. Рытов, Ю.А. Татарский.Введение в статистическую радиофизику. М. Наука. 1978.