авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«Мухамадиев, Айдар Асхатович.    Информационно­измерительная система атмосферного мониторинга на базе акустооптического газоанализатора  [Электронный ресурс] : дис. ... канд. ...»

-- [ Страница 3 ] --

Случайные ошибки, вносимые монохроматором, определяются в основном неточностью изготовления и сборки оптических деталей и узлов. Они, как правило, меньше случайных ошибок вносимых приемно - регистрирующей частью прибора, и поэтому ими можно пренебречь.

Систематические ошибки, вносимые приемно - регистрирующей частью прибора, определяются в основном инерционностью регистрирующей системы. При определении информации, передаваемой прибором, будем считать, что скорость сканирования спектра достаточна мала для того чтобы этими ошибками можно было пренебречь.

Из случайных ошибок приемно - регистрирующей части основную роль играют ошибки, вызванные шумами фотоприемника, поэтому другие причины случайных ошибок в дальнейшем рассматриваться не будут.

Исследуя влияния систематических ошибок монохроматора и случайных ошибок приемно - регистрируюшей части на фотометрическую и спектральную точность прибора, можно определить условия, обеспечивающие передачу прибором абсолютного максимума информации. При определении условий передачи относительного максимума информации следует задаться допустимыми значениями искажений спектра на выходе прибора и определить максимальную скорость сканирования спектра, при которой искажения, вносимые инерционностью регистрирующей системы, не превысят заданной величины.

4.2 Влияние систематических и случайных ошибок Ранее нами было отмечено, что если известны искажающие свойства прибора, характеризуемые его аппаратной функцией, то можно полностью восстановить истинное спектральное распределение излучения, поступающее в прибор, по наблюдаемому распределению, оперируя Фурье - преобразованиями наблюдаемого контура и аппаратной функции. Но так дело обстоит дело при наличии одних только систематических ошибок измерения, учитываемых аппаратной функцией прибора.

Дело коренным образом меняется при наличии случайных ошибок измерения, появляющихся в результате неточности изготовления отдельных деталей и узлов прибора и в результате различных случайных процессов в измерительной аппаратуре. Тогда наблюдаемый контур спектральной линии будет описываться уравнением + (4.1) где t,(k) учитывает случайные ошибки измерения.

Наличие этого дополнительного члена приводит к тому, что после фурье преобразование уравнения (4.1) ошибка в окончательном результате стремится к бесконечности. Возможно только приближенное решение, при котором фурье преобразование А(со) аппаратной функции А(к) заменяют функцией А'((о), приближенно выражающий функцию А(со) в конечном интервале пространственных частот со. При таком решении функция, описывающая истинный контур, будет дана с систематическими и случайными ошибками. При этом чем больше функция А'(со) отличается от функции А(со), тем больше в Е(к) систематические ошибки. Возникает проблема получения оптимального решения, при котором достигается наибольшая точность определения Е{Х).

При прохождении излучения через монохроматор контуры спектральных линий и полос искажаются в силу существования аппаратной функции монохроматора;

это является источником систематических ошибок. Случайными ошибками здесь в большинстве случаев можно пренебречь: они в основном связаны с шумами фотоприемника. В регистрирующей системе появляются дополнительные систематические искажения, связанные с ее инерционностью. Существенно то, что систематические искажения из-за аппаратной функции монохроматора возникают до появления шумов, а инерционные искажения после. Это приводит к тому, что применение Фурье - преобразований к аппаратной функции монохроматора и к аппаратной функции приемно - регистрирующей системы дает различные результаты, поскольку такая математическая операция уменьшает систематические ошибки и одновременно увеличивает случайные. Во всяком случае выгодно выбирать такие условия работы прибора, чтобы систематические ошибки приемно регистрирующей системы были малы по сравнению с систематическими ошибками монохроматора, В АОГА к систематическим погрешностям относятся инструментальные погрешности, а к случайным - эксплуатационные, внутренние и внешние составляющие погрешности.

По характеру влияния на уравнение преобразования преобразователя погрешности делятся на аддитивные и мультипликативные.

Аддитивная погрешность обусловлена смещением нуля. Это значение не зависит от значения преобразуемой величины и определяется в основном наличием воздействия внешних факторов.

Мультипликативная погрешность вызывается непостоянством чувствительности в диапазоне преобразования входной величины вследствие несовершенства технологии изготовления преобразователя и воздействия внешних факторов. Аддитивная и мультипликативная погрешности могут носить как систематический, так и случайный характер.

В силу того, что при многократном повторении измерения одной и той же величины в одинаковых условиях с одинаковой тщательностью результаты измерений отличаются друг от друга, общая погрешность преобразования содержит случайную составляющую. Таким образом, общая погрешность преобразователя является величиной случайной [91].

При многократных измерениях в каждой точке диапазона преобразования преобразователя случайные погрешности группируются вокруг некоторого среднего значения, которое принимается за систематическую составляющую погрешности измерения. Разность между погрешностью измерения в каждой точке диапазона преобразования преобразователя и систематической составляющей погрешности является случайной составляющей погрешности.

ИЗ Следовательно, общая погрешность АОГА, определяющая точность измерения, содержит систематическую и случайную составляющие погрешности.

Общая погрешность преобразователя может быть определена аналитически и экспериментально.

При аналитическом онределении нроизводится анализ источников погрешности преобразователя, определяется характер составляющих погрешности, их величина и взаимное влияние.

По результатам анализа систематические составляющие погрешности суммируются арифметически [102] (4-2) rc = trc,, к=\ а случайные составляющие погрешности, согласно теории ошибок, суммируются геометрически (4.3) Общая погрешность преобразователя При аналитическом определении погрешности преобразователя нельзя учесть все факторы, онределяющие погрешность измерения, законы распределения погрешности по диапазону преобразования.

При экспериментальном определении погрешности преобразователя необходимы многократные измерения в выбранных точках диапазона преобразования преобразователя в одинаковых условиях.

По результатам обработки данных измерений можно определить случайную погрешность измерений в выбранных точках диапазона преобразования преобразователя, наиболее достоверное значение измеряемой величины и установить доверительный интервал с доверительной вероятностью, I По статистическим данным определения погрешности преобразователя можно установить закон распределения погрешностей по диапазону преобразования, на основании которого выбирается метод нормирования погрешности.

Под нормированием погрешности понимают четкое указание полосы погрешностей преобразователя.

В зависимости от закона распределения погрешностей по диапазону нормирование погрешности преобразователя производится тремя различными способами [97].

Если полоса погрешностей, определенная аналитически или экспериментально, содержит аддитивную или мультипликативную составляюш;

ие, то погрешность преобразователя нормируется двучленной формулой [93] где AQ - порог чувствительности преобразователя;

погрешность у^ чувствительности преобразователя.

Если указывается номинальное значение предела преобразования АОГА г^^, то вместо абсолютного значения порога чувствительности AQ указывается значение приведенной погрешности нуля тогда выражение для нормирования погрешности (4.5) с учетом выражения (4.6) примет следуюш;

ий вид т При экспериментальном определении погрешностей легче всего определить приведенные погрешности в начале и в конце диапазона преобразования преобразователя. Поэтому ГОСТ 8.401 - 80 «Классы точности. Средства измерения»

и ГОСТ 8.009 - 84 «Нормируемые метрологические характеристики средств измерения» на нормирование погрешностей допускает введение в двучленную формулу приведенных погрешностей у^ и у^^ в начале и в конце диапазона преобразования Если аддитивная составляющая полосы погрешностей гораздо больше мультипликативной (уо ^ Утах), то погрешность преобразователя нормируется одночленной формулой Учитывая (4.1), произведем анализ источников погрешностей АОГА с целью увеличения их точности.

4.3 Классификация погрешиостей АОГА С целью выявления путей уменьшения погрешностей АОГА, в работе произведена их классификация и исследование отдельных составляющих погрешностей. Это очень важно с учетом того, что АОГА являются сравнительно новым типом измерительных преобразователей. Поэтому информация о них носит, в основном, характер описаний к авторским свидетельствам и патентам. Вопросу анализа источников погрешностей АОГА посвящен ряд работ [8, 9, 103, 104].

Однако в данных работах рассматриваются лишь отдельные составляющие погрешностей и нет полного учета всех их источников.

Классификация источников погрешностей АОГА приведена на рисунке 4.2.

По причине возникновения погрешности делятся на основные и дополнительные. Источники основной погрешности проявляются при нормальных условиях эксплуатации: нормальной температуре окружающей среды, неизменной частоте и синусоидальной форме питающего напряжения, стабильной частоте источника когерентного излучения, отсутствии сильных дополнительных источников света [91, 98].

Источники дополнительной погрешности проявляются при всяком отклонении от перечисленных нормальных эксплуатационных условий.

В свою очередь, источники основной погрешности делятся на инструментальные и эксплуатационные.

Инструментальные источники основной погрешности обусловлены несовершенством технологии изготовления преобразователей и его отдельных деталей. Технологические факторы, как показывает практика, особенно в конструкциях малогабаритных преобразователей, могут вызвать значительные отклонения рабочей характеристики от расчетной. К инструментальным погрешностям следует отнести неточность сборки и настройки конструкций акустооптических преобразователей.

Эксплуатационные источники основной погрешности проявляются при нормальных условиях эксплуатации, но не могут быть учтены при расчете характеристик или при изготовлении, так как чаще всего носят случайный характер.

Источники дополнительной погрешности делятся на внутренние и внешние.

К внутренним источникам дополнительной погрешности относятся отклонения от номинальных значений напряжения, частоты, фазы и др. у генератора высокой частоты, который питает пьезоизлучатель, создаюш,ий ультразвуковые колебания в АОПФ.

Внешние источники дополнительной погрешности вызываются нестабильностью внешних условий эксплуатации: температуры окружающей среды, сильных дополнительных источников светового излучения, влажности, давления, внешних магнитных полей.

Далее проанализируем вышеупомянутые источники погрешностей акустооптических преобразователей и способы уменьшения их влияния.

4.4 Инструментальные источники основной иогрешности АОГА К инструментальным источникам основной погрешности относятся неточность настройки и юстировки, а также наличие люфта между подвижными и неподвижными частями АОГА.

Юстировка должна удовлетворять следующим условиям:

• Юстировка отдельных элементов должна быть по возможности независимой, т.е. такой, чтобы при юстировке одного элемента не нарушалась юстировка другого;

• Юстировочные перемещения должны быть обеспечены отсчетом, хотя бы грубым, чтобы можно было фиксировать положение у каждого элемента конструкции во время юстировки и выбирать наилучшее положение;

чем точнее отсчет, тем точнее и юстировка.

4.4 Эксплуатационные источники основной ногрешности АОГА В отличие от инструментальных погрешностей, которые могут быть исключены путем тщательной поверки, эксплуатационные источники погрешностей АОГА нельзя исключить таким способом, так как эти погрешности носят случайный характер. Появление этих источников погрешности обусловлено эксплуатационными особенностями работы преобразователя.

К эксплуатационным источникам основной погрешности АОГА можно отнести старение деталей и случайные отклонения светового пучка.

Погрешности, связанные со старением деталей, и не имеют существенной величины.

4.5 Внутренние источннкн дополнительной ногрешности 4.5.1. Нестабильность частоты УЗ-сигнала Пестабильность частоты УЗ-сигнала генератора высокой частоты приводит к погрешности фильтрации, что в конечном итоге приводит к погрешности АОГА в целом. Относительная нестабильность частоты Q при кварцевом задающем генераторе на сегодняшний день может достигать величины порядка 10'^.

Неточность Техпологаческие сборки и факторы настройки изготовления СИСТЕМАТИЧЕСКИ V Случайные Влияние Старение окружающей деталей отклонения среды светового пучка Нестабильность Нестабильность частоты лазерного частоты УЗ излучения сигнала Рисунок 4.2 Классификация источников погрешностей АОГА e в Исходное направление луча лазера Отклонение направления луча лазера Рисунок 4.3 К определению ногрешности, вызванной случайными отклонениями светового нучка заданного направления 4.5.2 Нестабильность частоты лазерного излучения Источник когерентного света является основополагающим в работе АОГА.

Одним из важных параметров, определяющих точность измерений, является частотная стабильность излучения лазера, т.е. стабильность его длины волны.

Относительная нестабильность частоты излучения лазера при измерениях с точностью 10'^... 10'^ должна быть не хуже этих значений. В настоящее время достигается стабилизация частоты до 10""^ в течении длительного времени и более высокая кратковременная стабильность.

4.6 Внешние источники донолнительной иогрешности Внешние источники дополнительной погрешности обусловлены условиями эксплуатации АОГА. Если внутренние источники дополнительной погрешности могут быть уменьшены за счет выбора более стабильного генератора высокой частоты и лазера, и характеризуют, по существу, только сам преобразователь, то внешние источники дополнительной погрешности характеризуют его во с условиями взаимодействии эксплуатации. Эти источники дополнительной погрешности не всегда удается на практике устранить. Внешними источниками для АОГА являются: изменение температуры окружающей среды;

влияние воздушного тракта и условий окружающей среды.

4.6.1 Погрешность нестабильности скорости раснространения УЗ волны в среде, вызванная изменением темнературы окружающей среды Относительная нестабильность скорости распространения УЗ-волны в АОМ представим в виде V _AF_ (4.10) где •„- модуль Юнга, который зависит от среды распространения УЗ-волны;

р - плотность среды;

/3 - температурный коэффициент объемного расширения;

V скорость распространения УЗ-волны в среде.

С учетом этого, например, для АОМ на основе ТеО2 относительная нестабильность скорости при нормальных условиях может составлять величину порядка [79] Ун = ^^/^^^ Ю'^ На рисунке 4.4 представлены зависимости относительной нестабильности скорости распространения УЗ-волны в АОМ от температуры для ТеО2 и ЫЫЬОз. Температура изменялась по абсолютной величине от нормальной на 20 V.

Из анализа графиков, представленных на рис. 4.4 можно сделать следующие выводы: I) зависимость относительной нестабильности скорости распространения УЗ-волны в АОМ от температуры окружающей среды носит линейный характер;

2) уменьшение этой составляющей погрешности АОГА достигается выбором материала для звукопровода АОМ, обладающего наиболее высокими значениями скорости распространения УЗ-волны V.

Наиболее пригодными с этой точки зрения являются АОМ на основе кристаллов ТеО2 ( F = 4200 м/с), ЫЫЬОз (Г= 6570 м/с) [6] и др., а наиболее 0. о 2 4 6 8 10 12 14 16 18 F/C О 2 4 6 8 ю 12 14 16 18 F, °С а b а - ТеОг;

Ъ - LiNbOj Рисунок 4.4 - Зависимость относительной нестабильности скорости распространения УЗ-волны в АОМ от температуры доступными - выпускаемые промышленностью АОМ типа МЛ 201 на стекле ТФ- {V= 3630 м/с). Так, для ТеО2, у которого скорость распространения ультразвуковой волны Vв объеме звукопровода АОМ равна 4200 м/с, относительная нестабильность скорости распространения УЗ-волны в АОМ при изменении температуры на 20 ° С составит 0,000530;

для LiNbO3, у которого V = м/с, относительная нестабильность скорости распространения УЗ-волны в АОМ при этом будет у„ = AV/V =0,000500.

4.6.2. Погрешность фотоприемника, вызванная изменением температуры окружающей среды В силу того, что фотоприемник является одним из главных элементов АОГА, к нему предъявляются весьма жесткие требования по чувствительности, уровню шумов и температурной и временной стабильности характеристик. Наибольшее влияние на достоверность информации воспринимаемой фотоприемником оказывает изменение температуры окружающей среды. Наиболее выгодными являются фотоприемные устройства (ФПУ), состоящие из кремниевого фотодиода (ФД), нагруженного на преобразователь ток-напряжение (рис. 2.6)[1]. Для этой схемы (4.11) и.^=1К.сЛ1сЛ.сЛи,^, где / - полный ток ФД;

Roc. - сопротивление резистора обратной связи;

1см - входной ток операционного усилителя (ОУ);

UCM - напряжение смещения ОУ.

Вольт-амперная характеристика фотодиода, работающего в фотогальваническом режиме, описывается уравнением [93] (4.12) где Ф - световой поток;

S - чувствительность ФД;

Цд - напряжение, приложенное к ФД;

q - заряд электрона;

Т- температура окружающей среды;

Is - темновой ток (4.13) Is=Btxp(-Es/(kT)).

Здесь к - постоянная Больцмана;

JE'^ ~ ширина запрещенной зоны материала ФД;

В постоянная, зависящая от технологии изготовления ФД, степени легирования материала и других факторов.

Из уравнения (4.12) следует, что полный ток ФД кроме полезного сигнала 0S содержит ток ошибки [^j (4.14) Тогда с учетом формул (4.12)-(4.14) выражение (4.11) примет вид (4.15) Л.с.

Последние три члена в уравнении (4.15) определяют погрешность измерения светового потока. Эту погрешность можно было бы учесть в виде аддитивной поправки, измеренной при Ф = 0. Однако дело осложняется тем, что погрешность существенно зависит от температуры. Дифференцируя (4.11), с учетом (4.12) и (4.12), получим '^^ "•'• ""^ dT dT dT dT "•'• dT dT Три первые члена в уравнении (4.16) определяют составляющие температурного дрейфа фотоприемного устройства, вносимого ОУ и резистором обратной связи;

оценка их вклада по паспортным данным ОУ и резистора обратной связи дает относительную погрешность примерно 0,15% / К [93].

У двух крайних правых члена выражения (4.16) определяют температурный дрейф самого ФД, причем предпоследний член примерно на порядок превышает последний. Относительная погрешность преобразования, связанная с температурной зависимостью характеристик фотодиода, достигает 2% / К [93].

Изменение температуры окружающей среды существенно влияет на характеристики фотоприемника. Эта погрешность изменяется по экспоненциальному закону, т.е. она возрастает с увеличением Т и UCM- Чтобы свести к минимуму эту погрешность возможны следующие пути: 1) уменьшение UдЗдi счет уменьшения UCM, 2) выбор типа ФД с минимальными значениями 7^;

3) параметрическая компенсация Is каждого ФД встречно включенным затемненным ФД, имеющим близкое значение Is и находящимся при той же температуре.

4.6.3. Влияние воздушного тракта н условий окружающей среды В условиях, когда процесс работы характеризуется большим временным периодом времени и объемом пространства, не представляется возможным создать как временные, так и пространственные стабильные, однородные и изотропные температурные, световые и другие условия для обеспечения оптимальной работы акустооптических преобразователей.

Проблемам исследований процессов распространения электромагнитных волн в поглощающей, рассеивающей воздушной среде посвящен целый ряд работ отечественных и зарубежных ученых [32,33,34,35].

В воздущном тракте всегда содержатся взвешенные твердые частицы пыли и дыма, которые беспорядочно перемещаются. Эти частицы имеют размер от 10^... 10" см. в 1 см воздуха таких пылинок насчитывается от 10... 10. Так, даже на ничтожно малых расстояниях одновременные значения температуры воздуха, находящегося в совершенно невозмущенном состоянии, могут различаться на десятки долей градуса. Кроме того, воздух непрерывно перемешивается под влиянием температурных градиентов.

Лазерное излучение, распространяющееся в неоднородной воздушной среде, претерпевает ряд изменений под влиянием различных факторов, которые и являются погрешностями АОГА. Основные из этих изменений можно разделить на следующие группы: погрешность показателя преломления воздушной среды;

погрешность, обусловленная ослаблением в воздушной среде лазерного излучения;

погрешность, обусловленная флуктуацией показателя преломления воздушной среды[79, 86].

4.6.3.1. Погрешность показателя преломления Основным параметром воздушной среды, который может изменить направление распространения лазерного луча, является показатель преломления среды. Известно, что длины волн в воздушной среде несколько короче, чем в вакууме. Кроме того, скорость света в воздухе не постоянна и является функцией состава воздуха, температуры и давления. В связи с этим необходимо точно измерять в процессе работы АОГА все упомянутые выше параметры окружающей среды.

Рефракция лазерного луча в условиях воздушной среды может быть регулярной и местной. Регулярная рефракция — процесс искривления луча, связанный с сезонными и суточными изменениями температуры, влажности и давления среды.

Местной рефракцией называется процесс искривления лазерного луча под действием градиента температур от местных источников тепла. Известно, что распределение плотности воздуха в основном зависит от пространственного распределения температуры. Поэтому возникает вопрос, какие требования необходимо предъявлять, к общему температурному режиму с тем, чтобы искривление лазерного луча находилось в расчетных допустимых пределах.

Влияние регулярной рефракции на траекторию лазерного луча (X = 0,63 мкм) аналогично влиянию на белый световой луч и имеет сезонную и суточную периодичность.

Эта погрешность уменьшается путем корректирования результата измерения на условиях окружающей среды [30], Для корректирования результатов измерения линейных перемещений на состояние окружающей среды можно использовать специальные устройства, которые автоматически реагируют на эти изменения, или вручную - делая необходимые поправки на результат измерения, с учетом известных закономерностей.

Величина этой погреш^юсти в значительной степени будет определяться тем, насколько точно будут измерены параметры окружающей среды.

4.6.3.2. Погрешность, обусловленная ослаблением излучения лазера в воздушной среде При распространении излучения лазера в воздушной среде происходит его ослабление как за счет поглощения энергии луча на пути распространения, так и за счет рассеивания луча воздушной средой и взвешенными частицами.

Ослабление излучения лазера в воздушном тракте может происходить как за счет поглощения энергии луча на пути распространения, так и за счет рассеивания луча воздушной средой и взвешенными частицами. Ослабление лазерного излучения за счет поглощения энергии называют молекулярными поглощениями.

Лучистая энергия поглощается молекулой вещества на длинах волн, соответствующих или кратных резонансной частоте ее собственных колебательных и вращательных движений, и только в том случае, если движение молекулы сопровождается колебаниями заряда молекулы или ее дипольного момента.

Согласно правилам механики, резонансные частоты собственных колебаний какого либо устройства зависят от распределения масс отдельных его элементов и сил связей между ними. Следовательно, резонансные частоты собственных колебаний молекулы зависят от величины масс атомов, составляющих молекулу, и от сил, связывающих атомы внутри молекул. Поэтому поглощательные свойства молекул разных веществ по отношению к излучениям различны. Для молекулярного поглощения излучения лазеров в атмосфере характерна его селективность, т.е.

наличие полос поглощения на отдельных участках спектра электромагнитных колебаний.

Ослабление излучения в атмосфере за счет поглощения газовыми компонентами вызвано, главным образом, наличием в ней водяного пара (Н2О), углекислого газа (СОг) и озона (Оз), имеющих мощные спектральные полосы поглощения в оптической области. Водяной пар в видимой области спектра имеет пять относительно слабых полос поглощения. Основные колебательно вращательные полосы углекислого газа (СО2) занимают интервалы 2,5... 2,8;

4,1,..

4,6;

11... 13;

13... 15 мкм. При расчетах поглощения лазерного излучения необходимо с высокой точностью знать положение центров линий поглощения и линий излучения лазеров. Для излучения на длине волны 0,6328 мкм нет ближайших линий поглощения атмосферных газов, поэтому поглощение излучения воздушным трактом на этой длине волны будет незначительным. Очевидно, что основной вклад в ослабление излучения на этой длине волны вносит рассеяние энергии.

Эффект рассеяния зависит от размера частиц среды, через которую проходит излучение. В связи с этим различают молекулярное рассеяние (на частицах, намного меньших длины волны), дифракционное рассеяние (на частицах, по размеру равных длине волны) и геометрическое рассеяние (на частицах, намного больших длины волны).

4.6.3.3. Погрешность, обусловленная флуктуацией показателя преломления воздушиой среды Воздушный тракт, в котором распространяется излучение лазера, представляет собой оптически неоднородную среду с беспорядочными случайными изменениями показателя преломления. Изменения показателя преломления в атмосфере связаны с флуктуациями температуры, давления, влажности, а также турбулентности воздушной среды. В отличие от регулярной и местной рефракции, при которых луч лазера искривляет свою ось под действием постоянного или медленно изменяющегося градиента температур, данный процесс является случайным и вызывает колебания лазерного луча, что ухудшает пространственную когерентность и создает дополнительные погрешности в работе измерительной системы.

Флуктуации тепловых неоднородностей в воздушном тракте являются причиной дрожания луча, изменения угла прихода луча к мишени.

При распространении электромагнитных колебаний светового диапазона изменение показателя преломления в основном определяется температурными флуктуациями, поэтому оптические неоднородности воздушной среды могут рассматриваться как температурные неоднородности. Случайные или постоянные потоки воздуха в помещении цеха перемещают эти неоднородности, создавая на пути лазерного луча флуктуации показателя преломления. Любую воздушную неоднородность можно рассматривать как совокупность некоторого числа более мелких по размерам элементов неоднородностей.

Состояние воздушной среды оказывает некоторое влияние на распространение лазерного излучения. В то же время, зная физическую сущность этого процесса, можно воздействовать на его источники с целью устранения дрожания луча лазера.

Таким образом, можно считать эти погрешности как незначительные.

4.7 Рекомендации ио ироектироваиию АОГА 4.7.1 Коиструктивиые особениости построеиия АОГА Конструкция любого спектрального прибора должна удовлетворять следующим основным требованиям [91]:

1.Обеспечение достаточно высокого качества изображения спектральных линий. Это достигается правильным выбором оптической схемы прибора, качеством изготовления отдельных оптических деталей и узлов прибора, удобной и точной юстировкой и надежным закреплением отдельных деталей и узлов;

в случае необходимости должны быть предусмотрены температурная компенсация и демпфирующие приспособления (например, пружинные амортизаторы).

2.0беспечение заданной точности показаний прибора. Это достигается выбором. Это достигается выбором оптимальной кинематической схемы с наименьшим количеством звеньев и использованием наиболее точных видов передач, компенсацией возможных ошибок, назначением допусков в соответствии с расчетом механизмов на точность, минимальным трением в подвижных соединениях и правильным выбором материалов.

3.Надежность прибора в эксплуатации (постоянство его рабочих характеристик). Это обеспечивается соответствием выбранных материалов и покупных деталей условиям работы прибора, надежностью крепления отдельных деталей и узлов и правильностью укладки прибора для транспортировки.

4.Удобство в эксплуатации. Это достигается удобным расположением отсчетных устройств, легкостью настройки и управления отдельными узлами прибора, а также приемлемыми габаритами и небольшой массой прибора;

в случае необходимости прибор должен разбираться на отдельные части, легко собираемые в единое целое. Большое значение имеет внешний вид прибора.

5.Технологичность и экономичность конструкции. Она обеспечивается возможно большим применением унифицированных и заимствованных деталей, использованием материалов и форм деталей, допускающих наименее трудоемкие и наиболее прогрессивные виды обработки, удобством сборки и юстировки и легкостью проверки отдельных проверки отдельных деталей и узлов прибора на соответствие их законным допускам.

Как уже упоминалось выше в главе 1, суш;

ествуют два вида акустооптического взаимодействия: режим рассеяния Рамана-Ната, известный также как эффект Дебая Сирса, и режим дифракции Брэгга.

Исследования, направленные на выявление условий, при которых наблюдается тот или иной вид дифракции, предпринимались многими учеными.

Однако, когда в современной акустооптике заходит речь о критерии, разграничивающим дифракцию Рамана-Ната и Брэгга, то в большинстве своем авторы делают ссылку на работу Клейна и Кука, которые сделали обобщение результатов предыдущих работ. Согласно этой работе вид дифракции определяется безразмерным параметром где b - ширина АОМ (длина взаимодействия света с акустическим пучком).

При Q «Ь имеет место дифракция Рамана-Ната, а при Q » b - дифракция » Брэгга. Однако эти условия являются достаточно сильными [7], и практически дифракция Рамана-Ната наблюдается уже при Q 0,3, а дифракция Брэгга при Q 4ж.

Учитывая, что рекомендации по проектированию АОГА не описаны в известных работах, ниже приведены рекомендации по проектированию АОГА, базирующиеся на методике проектирования АОМ, рациональном выборе материалов и электрического преобразователя, акустического поглотителя и теплоотвода.

4.7.2 Методика проектирования акустооптического модулятора Акустооптический модулятор является элементом, обеспечивающим основные преимущества акустооптического газоанализатора, вследствие чего необходимо уделить большое внимание его проектированию.

Проектирование модулятора с оптимальными значениями определяется рядом параметров. Выбор проектирования модулятора с оптимальными значениями включает выбор оптимального решения противоречий. Безусловно, давать рекомендации по проектированию всех возможных модуляторов является достаточно трудной задачей. Например, между полосой модуляции и потребляемой акустической мощностью существует противоречивая связь: изменение любого параметра АОМ, приводящее к улучшению одной из характеристик, сопровождается ухудшением другой.

В работах рассматривается вопросы оптимизации параметров АОМ., однако отсутствует методика проектирования акустооптического модулятора.

Разработаем методику, позволяющую осуществить проектирование и оптимизацию акустооптического модулятора. Ниже в Таблице 4.1 приведена методика проектирования и оптимизация акустооитического модулятора.

Таблица 4.1 - Методика проектирования акустооптического модулятора Действия при проектировании акустооптического модулятора действия Определить исходные данные системы:

- длину волны источника света;

- расходимость;

- апертура;

- быстродействие переключения;

- коэффициент передачи;

- уровень развязки каналов.

2 Выбрать материал АО модулятора и определить его характеристики:

. показатель преломления;

- скорость звука;

- показатель АО-качества.

3 Определить расчетные характеристики АО модулятора:

- длина взаимодействия;

- высота акустического луча;

- апертура оптического луча;

- рабочая частота;

- акустическая мощность.

4 Приемлемы ли расчетные характеристики АО модулятора?.

- если да, завершить проектирование;

- если нет, выбрать альтернативный материал.

В качестве объекта оптимизации был выбран один из основных элементов акустооптический перестраиваемый фильтр. Он предназначен для выделения из светового луча с широким спектром, составляющей с узким спектральным диапазоном и для перестройки центральной волны этого диапазона в соответствии с управляющим сигналом.

В ходе использования АОПФ существует ряд особенностей. Например, необходимо одновременно обеспечить в акустооптическом устройстве условия брегговского характера дифракции с близкой к 100% дифракционной эффективности, синхронизма со звуком всех пространственных гармоник сильно расходящегося света и непрерывного режима работы с малой рассеиваемой мощностью. Ясно, однако, что такое сочетание параметров нуждается в компромиссных решениях, так как брегговский режим дифракции и высокая эффективность требует больших длин взаимодействия d и мощиостей звука Р3, а условия фазового согласования фронтов света и звука и оп,аничеиие рассеиваемой мощности, наоборот, - о^аничения длины акустического фронта (длииы взаимодействия) и снижения управляющей акустической (и электрической) МОЩНОСТИ.

Для выяснения возможностей удовлетворения столь противоречивым требованиям в одном АО - устройстве необходимо использовать методы моделирования для нахождения оптимальных конструктивных и рабочих параметров этих устройств [58, 82].

4.7.3 Расчет оптимальных конструктивных параметров акустооптических преобразователей Основными требуемыми параметрами являются: длина волны Я„ и расходимость Де„ излучения на апертуре Ф„, быстродействие переключения г, коэффициент передачи, и уровень развязки каналов В (дБ). Среда, в которой происходит АО - взаимодействие на эффекте решеточной фотоупругости, характеризуется тремя параметрами: показателем преломления п, скоростью звука v^ и показателем АО - качества М,. Основными конструктивными и рабочими п1раметрал.и устройства, которые нужно определить, являются: длина взаимодействия (ширина акустического луча) d, высота акустического луча Н, апертура оптического луча hxL, рабочая частота Г„ и минимальная управляюшая акустическая мощность P -— — i /«.—, Рисунок 4.5 - Конструктивные соотношения в онтимальном АО - модуляторе Расчет начинается с вычисления размера оптического луча, который при почти нормальном падении света на звук (в диапазоне видимого света это обычно имеет место) просто связан с быстродействием L«TVg. (4.17) Далее, из условия согласования расходимостей света и звука (Ав^^^^Ав^) получим связь длины волны звука Л с длиной взаимодействия d Л Ф А6'„Ф„ (4.18) ^1 1Л^ d ^Lh nzv Поскольку максимальный коэффициент передачи требует отклонения всего света в один дифракционный порядок, нужно обеспечить брэгговский режим дифракции. Данное условие выполняется при Q = 27iA,Qd/nA 27i, т.е. на частотах выше f., где mm' f^ =v ЩЛ. (4.19) ^ •' mm SI / О Имеется возможность установить минимальную частоту f. и соответствующую оптимальную длину взаимодействия d, при которых может быть достигнута эффективность г] « 1. Однако следует учесть также условия получения требуемой развязки каналов. Можно показать, что для гауссового пучка света «засечка» от проходящего света в дифракционный порядок не превышает заданной развязки В (дБ), если ^ • ' mm 3, Используя (4.17), (4.18), (4.20), можно получить f^. и соответствующую mm оптимальную длину d, обеспечивающие требуемую развязку В. Для одновременного выполнения брэгговского режима дифракции и развязки каналоп выбираем ту пару f. и d,, в которой f. наибольшее.

•' ^J ^ mm opt' ^ mm Итак, для обеспечения брэгговского режима дифракции имеем оптимальную пару параметров.6 ^ (4.21) л^ op. min a для достижения развязки В (4.22) min min Л^т Таким образом, мы нашли f. =max{f.,f }, соответствующий оптимальный размер d* ^ и L^. Далее можно рассчитать оптимальную высоту преобразователя Н^, при которой наилучшим образом (с наименьшей затрачиваемой энергией) «озвучивается» все вертикальное сечение светового пучка с заданной длиной области взаимодеГ1ствия d (рис. 1,6). С учетом двукратного запаса по высоте акустического пучка пол^'чим Н = 2(2dA9 ф /п)'''^. (4.23) Tencpi,, используя полученные оптимальные конструктивные параметры, можно рассчитагь минимальную управляющую мощность, необходимую для достижения цкХ. Известно, что (4.24) 0,63 ' где Я^ вмкм.

Используя (4.22)-(4.24), получим для случая определяющей роли брэгговского режима дифракции О arcsin (4.25) 0, а в случае определяющей роли развязки (4.26) 0, Таким оо]Х13ом, все оптимальные конструктивные параметры и режимы работы определены.

С НАЧАЛО la,dFO,FiO,t,nu, B.n.vs.M dFO•FiO /1 = la •t FiO'-dFO' нет dl = d\l да la- длина волны;

dFO - расходимость;

FiO - апертура;

t - быстродействие переключения;

nu - коэффициент нередачи;

В - уровень развязки каналов;

п - показатель преломления материала;

vs - скорость звука в материале;

М2 - показатель АО-качества материала;

d - длина взаимодействия;

Н - высота акустического луча;

L - апертура акустического луча;

ГО- рабочая частота;

Рт1п-акустическая мощность.

Рисунок 4.6 - Алгоритм расчета используемый в программе Нахождение оптимальных конструктивных параметров акустооптических преобразователей позволяет создавать устройства с улучшенными техническими характеристиками и увеличить сферу их применения.

При создании блок-схем будем пользоваться правилами, утвержденными ГОСТ 19.701-90 (международный стандарт ИСО 5807-85).

На основе построенного алгоритма был разработан программный продукт позволяющий при определенных входных параметрах получить оптимальные констр) кгивные и режимы работы АО - устройства[90].

В программе разработан удобный интерфейс (рисунок 4.7).

I Расчет оптимальных конструктивных и рабочих параметров АО уст.

т.зйл Расчет Справочник Справка Исходные данные Результаты расчетов Длина взаимодействия, мм Длина волны, мкм Высота акустического луча, мм Раскодимость," Апергтура оптического луча, мм Г Апертдоа, см Рабочая частота, МГц БыстрсдейстБие переключения, мкс Акустическая мощность, Вт f~ Коэффициент передачи Уровень развязки каналов, дБ Характеристики материала Показатель преломления Скорость звука, м/с Показатель АО-качества Рисунок 4.7 - Интерфейсная форма программного продукта Программа «Расчет оптимальных конструктивных и рабочих параметров акустооптических устройств» обеспечивает выполнение следующих функции:

- вычисление основных конструктивных и рабочих параметров;

- обеспечение вывода полученных результатов вычисления на печать (рисунок 4.8);

- оосспечение возможности сохранения результатов вычисления в отдельный файл;

- обеспечение ведения встроенного справочника по акустооптическим материалам (рисунок 4.9).

Расчет оптимальных конструктивных и рабочих параметров АОустройств Длина волны, мкм Расходимость. ' Апертура, см Быстродействие переключения, мкс КоэсИмииент передачи VtKteeHb раэвяэки каналов. дБ Показ этепь преломлен и) Скорость звука, utc Покаватвль АО-каиества Длина взаимодействия, мм Высота акусть^есиого п/ча, t.

Апертура огтгтеского л^ча. к Рабснаячастота, МГц Акусткмеская мощность, 0т Рисунок 4.8 - Интерфейсная форма выводимого отчета программного продукта [Д] Справочник материалов Скор, звука АО-качество Примечание Название Пок.прел.

Добавить Удалить Выбрать i Закрыть Рисунок 4.9 - Интерфейсная форма встроенного справочника материалов программного продукта На основе разработанного программного продукта построим ряд зависимостей наиболее значимых характеристик акустооптического модулятора для двух распространенных акустооптических материалов ТеО2 и высота акустического луча.мм сэ" in 0,4 0,3 [—от—и 0,1 0- -I—I ч—\—\—I—h 1 ! !

СМСОЮООСОСОШООтГСОЮООЮСОЮООСОСО ° 2 SS° 5 2 2 ° 2 5 5 ° 5 5 5 ° •ТеО Рисунок 4.10 - Зависимость высоты акустического луча от длины волны ^ ^ ^' длина волны, мкм Рисунок 4.11 - Зависимость длины взаимодействия от длины волны рабочая чистота,МГц 300 т длина волны,мкм.ТеО2 РЬМоО Рисунок 4.12 - Зависимость рабочая чистота от длины волны в качестве зависимостей используем следующие характеристики: длина волны, длина взаимодействия, высота акустического луча, апертура оптического луча, рабочая частота, акустическая мощность.

4.7.3. Акустооптические материалы В настоящее время перечень материалов, рекомендуемых различными авторам[1 в качестве акустооптических сред превышает сто наименований. Тем не менее даже беглый обзор литературы показывает, что подавляющее больщинство наиболее 1Н1тересных и значительных работ в области акустооптики было сделано практически на одних и тех же немногих материалов. Еще меньшее число материалов используется в промышленных разработках.

Причина заключается в том, что обычно от материала требуют большие значения коэффициента акустооптического качества М, малое акустическое затухание;

сравнивают их по скорости звука. Меньшее внимание уделяют оптическому качеству, технологичности, которые при существующих способах изготовлстш акустооптических устройств и конкретных условиях работы могут предопределить выбор. Для промышленных приборов безусловно важным является, освоен или пет данный материал производством.

Taixiie важные характеристики акустооптических устройств, как дифракционная эффективность и потребляемая мощность, в первую очередь определяются свойствами среды, в которой осуществляется взаимодействие света с.ультразвуком. Основным критерием при выборе фотоупгугой среды является акустои!! I пческое качество М = р^п^/pV^, щер- упругооитический коэффициент, п - показа гель преломления, р - плотность материала, V - скорость распространения aKycTH4ccicoii волны. Он характеризует эффективность взаимодействия независимо от геометрии светового и акустического пучков. Чем выше М, тем меньшая акустичелчая мощность требуется для получения необходимой эффективности дифрак'шт.

С'^-ли наиболее часто используемых акустооптических материалов можно отмеп:.;

, :;

иие, как плавленый кварц, ТеО2 и LiNbO3. В таблице 4.2 приведены харакгс!.,;

л 1К распространенных акустооптических материалов [4].

1И Таблица 4.2 - Акустооптические свойства кристаллов Акустическое Показатель Плотность Скорость Матери Область М2, преломления V, 10^ затухание Г, 1!ро:фачности ал 10-'^ р, 10^ кг/м^ п, мкм м/сек дБ/м-ГГц^ сек"'/кг 0, 0,4 - 5 2, 7,45 6,19 1, LiTaO 0,15 7, 0.4-4,5 6,57 2, 4, LiNbO., 15, 0.42-5,5 3,63 2, 6,95 36, PbMoO 45, 1-15 3, 5,3 5,15 104, GaAs 0.35-5 2,26 10, 6,00 4,20 34, ТеО:

4.7.4. Пьезоэлектрический преобразователь Г1|с;

оэлектрический преобразователь является одним из основных элементов KOHCipyK ::iiii перестраиваемого акустооптического фильтра, поэтому он ифает сущестт.'11!1\ 10 роль при проектировании устройства.

Осиоииое влияние на свойства пьезоэлектрического преобразователя оказывает матери;

:.! преобразователя и методы его креплепия к акустооптической среде. В таблице 4.3 при''' ICII наиболее распространенный материал для преобразователей и его характер • !i:icH. При выборе материала для преобразователя, прежде всего, следует учиты:;

;

! ьгоэффициент связи, так как акустооптические устройства должны иметь довол'" '.\!гшие рабочие мощности, что требует высокой эффективности возб}"':л • II.'!

• акустической волны в среде. Необходимо обратить внимание на соглпсор: lie акустических и электрических импедансов.

Таблица 4.4 - Материал для пьезоэлектрического преобразователя )S ж оо s 0) о S К M Тип вол стояппая о ^ on Источн Ориента стотпая g« ^а m о S& Р^ G О L LiNl';

0,49 38,6 3,65 33,9 [107] •!, S 163°Y 0,62 2, 42,9 20, S X 2, 0,68 44,3 22, Прл использовании акустооптических ячеек, важную роль играет функция пропуска: 11 я, т.е. зависимость интенсивности дифрагированного света от его длины волны п:")11 заданной частоте звука f. Функция пропускания акустооптической ячейки к: оме основного максимума имеет значительные боковые лепестки. Наличие боког-ь:;

: лепестков значительно сужает динамический диапазон акустооптических ycTpoiic'i;

;

. и последнее время появились работы, посвященные вопросу подавления боковых. iciiccTKOB функции пропускания. Одним из способов уменьшения боковых лепесткч. функции пропускания является использование аподизированного пьезо11ро( разователя [84, 85].

i^acjMorpHM схемы включения пьезопреобразователя. На рисунок 4. схематич 10 представлено соединение секций пьезопреобразователя с двумя вариант;

;

III подключения источника питания: а - последовательное;

b симмс;

р):ч11ое подключение генератора. Каждая секция пьезопреобразователя представ.;

ясг собой электрическую емкость, величина которой пропорциональна длине ЭЧ,"i секции. Амплитуды акустического поля пропорциональны напряжению, прилол.с пому к секциям пьезопреобразователя. Носледовательное соединение секцп;

! приводит к тому, что акустическая амплитуду на каждой секции обратно пропори! о;

1альна емкости, а следовательно, длине соответствующей секции. Такой пьезопрс v'paзoвaтeль будет генерировать акустический столб, состоящий из неско.ч!.. ;

х слоев с различными амплитудами: чем больше длина секции, тем мен 1,1: с iQ 'юй амплитуда, и наоборот.

^'.\ ирпмент, подтверждающий подавление боковых лепестков при оптили...V) подобранном ступенчатом распределении напряжения, приведен в работе ].1\. Чем больше число секции, на которые разрезан пьезопреобразователь, тем к.:;

iii уровень боковых лепестков функции пропускания. Однако большое число с jbwUiH требует высокой точности нарезки, что может вызвать техиоли !мсские трудности при небольшой полной длине пьезопреобразователя.

a •Mil • + 1 / m.m, Ml mil N 2 к,к^\ 4.12 - Схема включения секций пьезопреобразователя: I - верхний элеюрол: И - нижний электрод, а - источник питания подключен последовательно;

b - источник питания подключен к центральной секции пьезопреобразователя;

Cj,...,C^, - емкости секции пьезопреобразователя;

Rj,...,Rj^- сопротивление излучения секций;

С^- емкости секции относительно «земли».

Так- же существует проблема согласования пьезопреобразователя с трактом управляющего сигнала. Условия Брэгга не позволяет использовать частоты ниже десят1'^1: мегагерц. Полоса частот акустооптических устройств, не больше октавы, поско.!ы:у при более щирокой полосе в области углов, сканируемых излучением, дифрп 01 1вшим в первый порядок, оказывается излучение из второго порядка дифраг,;

1111, создающее помехи. Задачей согласующей цепочки является o6eciiL iJMiij постоянной величины мощности акустической волны в звукопроводе во ь^. 1, 1 лазоне рабочих частот. Пьезопреобразователь, представляющий собой тонк), : астинку из пьезоэлектрика, присоединенную к звукопроводу, для элек1])1, ;

сского сигнала является нагрузкой, состоящей из параллельно включенной емкосш и активного сопротивления. Активная часть этой нагрузки, кроме потерь энергии в пьезепреобразователе и связующих его со звукопроводом слоях, харакчсризует преобразование электрической энергии в звуковую волну.

4.7.5. Акустический иоглотитель )[:\:i ТОГО чтобы акустическая волна в звукопроводе акустооптического устро;

1сг1?а была бегущей, т.е. не происходило нежелательного отражения, к акусго.;

:::11ческой среде должен примыкать поглотитель энергии этой волны.

Процесс передачи энергии акустической энергии из среды с импедансом Z/ в среду Z? om!c: ;

;

шегся формулой [43, 48] 47 2fi2_ /422) Важиим ус]ювием является необходимость согласования импеданса материала прсиС;

^;

. ;

ователя с импедансом акустооптической среды. Для этой цели в отклоняющих устройствах на кристаллах РЬМоО4 и ТеО2 с продольной волной лучше всего подходят РЬ и Sb. Иногда предпочтение отдается смоле, к которой для ;

:;

^:111я механического импеданса примешивается металлический порошок.

Выводы по главе IV 1. ъ. ;

:1в:;

ено что точность определяется систематическими и случайными он, исками измерений, причем целесообразно рассматривать отдельно ^,: •гсл!атические ошибки, вносимые оптической частью прибора (:

-устооптическим монохроматором), и систематические ощибки, вносимые с.регистрирующей частью.

2. 1..оде исследований были рассмотрены основные источников погрешностей. ;

ГА, такие как ослабление излучения лазера в воздушной среде, влияние : шературы окружающей среды, влияние шумов фотоприемника, скорость \,.. ;

11Х)странения ультразвуковой волны и ряд других. Выявлено их влияние на j.•^}-.'1!гаты измерении и выработаны рекомендации по уменьшению данных 3. Установлено, что основная погрешность существенно зависит от точности и со:;

ер111енства технологии изготовления и конструирования оптических частеЛ конструкции преобразователя, а также от точности сборки.


4. Разработана методика расчета и проектирования акустооптического.\илулятора, позволяющая значительно повысить точность информационно из.мерительной системы атмосферного мониторинга. На базе данной методики разработано программное обеспечение, позволяющее найти оптимальные !:о1!структивные и рабочие параметры таких устройств.

1^ ЗАКЛЮЧЕНИЕ '• В процессе выполнения исследований получены следующие основные результаты.

1. В результате комплексного анализа современных методов и средств газового анализа научно обоснована перспективность применения в информационно - измерительных системах атмосферного мониторинга акустооптического газоанализатора, что приведет к повышению эффективности существующих систем.

2. В ходе анализа существующих технических решений были систематизированы.принципы построения акустооптических газоанализаторов, позволяющие улучшить их характеристики. Предложено новое техническое решение по созданию акустооптического газоанализатора (патент на полезную модель № 51742), обладающего высокой точностью измерения концентрации газов.

3. В результате исследования физических процессов, происходящих в АОГА, была получена его математическая модель в виде аналитической зависимости выходного нанряжения фотоприемника от количественной и качественной составляющих исследуемой среды и параметров оптической системы АОГА. На основе проведенных исследований установлена адекватность полученной математической модели АОГА реальному объекту, при этом расхождение результатов расчета и эксперимента не превышает %, что вполне допустимо.

4. В ходе компьютерного моделирования и обработки математической модели АОГА была получена серия характеристик, позволяющих установить, что наиболее важными являются аппаратная функция и быстродействие. Получено аналитическое выражение зависимости выходного сигнала фотоприемника, спектра мощности оптического сигнала на входе и аппаратной функции, показывающей, что рассматриваемое устройство является анализатором спектра мощности онтического излучения.

При исследовании быстродействия определено минимальное время анализа составило 5 мс, при котором разрешающая способность ухудшается не более чем на 10%. В отличие от аналогов скорость выше на 21%.

5. В результате проведенных исследований выявлены источники погрешностей акустооптического газоапализатора и разработана их классификация. Применение дистанционного измерения, позволит вынести из зоны измерения акустооптическую ячейку и расположить ее в условиях постоянного микроклимата, что приведет к снижению дополнительных погрешностей измерения.

6. Разработана методика расчета и проектирования акустооптического перестраиваемого фильтра и па ее основе реализован программный продукт для ЭВМ (свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005611855), позволяющий повысить точность и сократить временные затраты на проектирование АОГА в составе РШС атмосферного мониторинга.

7.Создан опытный образец АОГА, подтвердивший возможности измерения на расстоянии до 200 метров с погрешностью не более 20 %.

Погрешность проверялась па эталонном газоанализаторе марки САГА - КТ.

ЛИТЕРАТУРА 1. Аксеенко М.Д., Бараночников М.Л., Смолин О.В. Микроэлектронные фотоприемные устройства, М., Энергоатомиздат, 1994, 208с.

2. Акустические кристаллы: Справочник / Под ред. Шаскольской М.П. - М.: Наука, 1982.-498 с.

3. Ананьев Е.Г., Пожар В.Э., Пустовойт В.И.. Акустооптические методы измерения спектров оптического излучения. Оптика и спектроскопия, 1987, Т. 62, N 1, с. 159 4. Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков Л.Е. Физические основы акустооптики. М.: Радио и связь, 1985. - 280 с.

5. Берикашвили В.Ш., Мировицкий Д.И., Смирнов A.M., Хиврин М.В. Волоконно оптические датчики - газоанализаторы и системы контроля//Датчики и системы. 2000.-№10.-с.45-50.

6. Боков М.А., Максимов А.П., Шумилов К.Г., Юрлов В.И. Геодезическая информационно-измерительная система на основе акустооптических датчиков // Автометрия. - 1991, № 5. - С. 12-17.

7. Борсак Дж.М. Фотодетекторы для акустооптических систем обработки сигналов // ТИИЭР, 1981,т.69,№1.-С. 117-137.

8. Важдаев К.В. Дифракция Брэгга и ее математический анализ // Молодые ученые новому тысячелетию: Материалы науч.-техн. конф. - Уфа: Уфимск. гос. авиац.

техн. ун.-т, 2000. - С. 98-102.

9. Важдаев К.В. Расчет акустооптического датчика на эффекте Брэгга // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: Материалы межд. молодежной науч.-техн. конф. - Уфа: Уфимск. гос. авиац. техн. ун.-т, 1999.

- С. 174.

10. Волоконно - оптические датчики / Под. ред. Т.Окоси: Пер. с япон. - Л.:

Энергоатомиздат, 1990. - 256 с.

11. Волоконно-оптические датчики Т. Окоси, М. Оцу, X. Писихара, К. Хататэ;

Под ред. Т. Окоси: Пер. с яп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленигр. отд.-ние, 1991. - 255 с.

12. Волошинов В.Б., Князев Г.А. Акустооптические ячейки с неодинаковой длиной взаимодействия в поперечном сечении светового луча//Журнал технической физики. - 2003. - том 73. - с.118-122.

13. Волошинов В.Б., Молчанов В.Я., Бабкина Т.М. Акустооптический фильтр неполяризованного электромагнитного излучения//Журнал технической физики. 2000. - том 70. - с.93-97.

14. Вострокнутов Н.Г. Основы информационно-измерительной техники. - М.: 1972. 237 с.

15. Гонда С, Сэко Д. Оптоэлектроника в вопросах и ответах: Пер. с япон. - Л.:

Энергоатомиздат, 1989. - 184 с.

16. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР. М., 1976. 10 с.

17. ГОСТ8.437-81 г е и. Системы информационно - измерительные.

Метрологическое обеспечение. Основные положения.

18. ГОСТ 8.438-81 г е и. Системы информационно - измерительные.Поверка.

Общие положения.

19. ГОСТ Р ИСО 5725-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений 20. ГОСТ 16263-70 г е и Метрология. Термины и определения.

21. ГОСТ 8.401-80 Классы точности. Средства измерения.

22. ГОСТ 8.009-84 Пормируемые метрологические характеристики средств измерения 23. ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические 24. ГОСТ 28819-90 Приборы для спектрального анализа 25. ГОСТ 27300-87 Информационно - измерительные системы 26. Задорин А.С., Пемченко А.С. Аппаратная функция акустооптического фильтра при высоких скоростях перестройки. Автометрия. 1998, N 5, с.38- Задорин А.С.Модуляция света прерывистыми акустическими сигналами//Автометрия, - 1998. - №5. - с.47-57.

28. Зайдель А.Н., Островская Г.В., Островский Ю.И. Техника и практика спектроскопии. М: Наука, 1976,392с.

29. Зайцев А.К., Клудзин В. В. Методы уменьшения уровня боковых лепестков аппаратной функции акустооптического спектрометра. Известия ВУЗов. Сер.

Электроника, 1998, N 4, с. 75- 30. Зверев В.А. Радиооптика. М.: Сов. радио, 1975, 304 с.

31. Зубринов И.И., Сапожников В.К., Шелопут Д.В. Широкополосный акустооптический фильтр. ЖТФ, 1997, Т. 67, N 6, с. 50- 32. Зуев В.Е. Распространение видимых и инфракрасных волн в атмосфере. М., «Сов.

радио», 1970, С.497.

33. Зуев В.Е. Распространение лазерного излучения в атмосфере. - М.:Радио и связь, 1981.-288 с, ил.

34. Зуев В.Е., Землянов А.А., Копытин Ю.Д. Нелинейная оптика атмосферы. Л., «Гидрометеоиздат», 1989, с.258.

35. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Неренос оптических сигналов в земной атмосфере ( в условиях помех). М., «Сов. радио», 1977, с.368.

36. Игнатьева И.О. Датчики газа фирмы "Figaro". Датчики и системы. 2OO3.JNr27. С.41- 46.

37. Измерения в промышленности. Под ред. П.Нрофоса. Пер. с нем. М., «Металлургия», 1980. - 648 с.

38. Илисаевский Ю.В., Мелих Б.Т., Яхкинд Э.З. Акустооптический модулятор на 10, мкм на основе стекла Si-Te с рекордными параметрами // Приборы и системы управления. -1994, № 2. - С. 36-37.

39. Кайдалов С.А. Фоточувствительные приборы и их применение: Справочник. - М.:

Радио и связь, 1995. - 109 с.

40. Клудзин В.В. Акустооптические устройства обработки сигналов. С - Пб.: БГТУ, 1997.- 62 с.

^^" Клудзин В.В., Гусев О. Б. Акустооптические измерения, Ленинград, изд-во ЛГУ, Ленинград, 1987, 152с.

42. Колеров Д.К. Газоанализаторы. Проблемы практической метрологии. - М.: Изд во стандартов, 1980. - 176с.

43. Корпел А. Акустооптика. М.: Мир, 1988, 238 с.

44. Кравцов Ю.А., Минченко А.И., Петников В.Г. Акустооптические преобразователи на основе волоконных световодов // Радиотехника. - 1982, т. 37, № 10. - С. 3-13.

45. Кузнецов Л.А., Комаров В.В. Система автоматического определения загрязнения воздуной среды с использованием искусственных нейронных сетей//Датчики и системы. -2003. - №4. - с.41-47.

46. Кулаков С В. Акустооптические устройства спектрального и корреляционного анализа сигналов. Л.: Наука, 47. Лазерная аналитическая спектроскопия / В.С.Антонов, Г.И.Беков, М.А.Большов и др.М.:Наука,1986.-318с.

48. Магдич Л.Н., Молчанов В.Я. Акустооптическое устройство и их применение. М.:

Советское радио, 1978. - 112 с.

49. Малышев В.В., Писляков А.В. Селективный газовый сенсор метана//Датчики и системы. - 2000. - №8. - с.46-49.

50. Мицель А.А., Пономарев Ю.П. Оптические модели молекулярной атмосферы для лазерного излучения. Новосибирск: Наука, Сиб. Отделение, 1988. - 128с.

51. Мухамадиев А.А., Солодовников А.В. Спектральный акустооптический метод анализа и его аппаратная реализация. // Мировое сообщество: проблемы и пути решения: Сб. науч. ст. - Уфа: Изд - во УГНТУ, 2006. - Я» 19. - 272.

52. Мухамадиев А.А., Солодовников А.В., Ураксеев М.А. Повышение уровня безопасности на объектах нефтегазового комплекса с применением спектрального акустооптического газоанализатора // Мировое сообщество: проблемы и пути решения: Сб. науч. ст. - Уфа: Изд - во УГНТУ, 2006. - №19. - 272.


53. Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А. Акустооптическая спектроскопия // Региональная научно - практическая конференция молодых ученых. УГИС,2004.

54. Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А. Акустооптические газоанализаторы для эффективного экологического контроля // Инновации и нерснективы сервиса:

Сборник научных статей I международной научно - технической конференции. УГИС, 2005.

55. Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А. Акустооптические перестраиваемые фильтры:

теоретические и практические аспекты //Датчики и системы.- 2006. -So 4. - с...

Jf 56. Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А. Математическая модель акустооптического газоанализатора // Инновации и перспективы сервиса: Сборник научных статей II международной научно - технической конференции. - УГИС, 2006.

57. Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А. Математическая модель аппаратной функции акустооптического газоанализатора // Инновации и перспективы сервиса: Сборник научных статей II международной научно - технической конференции. - УГИС, 2006.

58. Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А. Оптимизация параметров акустооптической ячейки // Инновации и перспективы сервиса: Сборник научных статей II международной научно - технической конференции. - УГИС, 2006.

59. Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А. Теоретические предпосылки построения акустооптических датчиков // Региональная научно - практическая конференция молодых ученых. - УГИС,2004.

60. Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А. Физические основы акустооптических эффектов для построения датчиковой аппаратуры // Проблемы автоматизации и управления в технических системах: Труды Международной научно - технической конференции. - ПГУ, 2004.

61. Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А.Современные аппаратные средства для систем экологического мониторинга // Нефтегазовое дело. - 2006.

http://www.ogbus.ru/authors/Muhamadiev/Muhamadiev_l.pdf.- 7 с.

62. Новицкий Н.В. Основы информационной теории измерительных устройств. - Л.:

Энергия, 1968.

63. Окоси Т. И др. Волоконно - оптические датчики/Т.Окоси, К.Окамото, М.Оцу, Х.Нисихара, К.Кюма, К.Хататэ;

под ред. Т.Окоси: пер. с япон. Л.гЭнергоатомиздат. Ленингр. отд-ие, 1990. - 256 с : ил.

64. Основные термины в области метрологии: Словарь-справочник / Под ред.

Тарбеева. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 113 с.

65. Папулис А. Теория систем и преобразований в оптике. М.: Мир, 1971,495с.

66. Парыгин В.Н., Вершубский А.В., Филатова Е.Ю. Оптимизация функции пропускания акустооптической ячейки с аподизированным пьезопреобразователем//Журнал технической физики. - 2001. - том 71. - с.73-78.

67. Пат. 2022249 Российская Федерация, л/ял"^С0Ш21/61. Инфракрасный газоанализатор [текст]/Корчинский Г.А., Петрук В.Г., Магдич П.И., Заика В.Г.;

заявитель и патентообладатель Винницкий политехнический институт. №5012525/25;

заявл. 09.08.1991;

опубл.30.10.1994, Бюл. № 27.

68. Пат. 2025718 Российская Федерация, Многоканальный Л/ЯА"^С0Ш21/61.

газоанализатор [текст]/Повхан Т.Н., Козубовский В.Р., Беца В.В., Розенбаум Г.-Э.

Е.;

заявитель и патентообладатель Повхан Т.И., Козубовский В.Р., Беца В.В., Розенбаум Г.-Э. Б.- Х«4070277/25;

заявл. 08.04.1986;

опубл.ЗО. 12.1994, Бюл. № 27.

69. Пат. 2029288 Российская Федерация, л/ял'^С0Ш21/61. Газоанализатор [текст]/Булдаков М.А., Ипполитов И.И., Королев Б.В., Лобецкий В.Е., Матросов И.И.;

заявитель и патентообладатель Сибирский физико - технический институт им. В.Д.Кузнецова при Томском государственном университете.- №5060908/25;

заявл. 30.06.1992;

опубл.20.02.1995, Бюл. № 25.

70. Пат. 2029290 Российская Федерация, л/ял"^С0Ш21/78. Фотокалориметрический газоанализатор [текст]/Пиколаев Ю.Н.;

заявитель и патентообладатель Николаев Ю.П.-№5016267/25;

заявл. 12.12.1991;

опубл.20.02.1995, Бюл. № 24.

71. Пат. 2029291 Российская Федерация, мпк'^GOШ2\П^. Фотокалориметрический газоанализатор [текст]/Дмитриенко А.П., Николаев Ю.Н.;

заявитель и патентообладатель Дмитриенко А.Н., Николаев Ю.Н.-№5048113/25;

заявл.

17.06.1992;

опубл.20.02.1995, Бюл. № 24.

72. Пат. 2035038 Российская Федерация, л/ЯА''^С0Ш21/61. Газоанализатор [текст]/Павлов Г.В., Ваганов В.Н.;

заявитель и патентообладатель Смоленское производственное объединение «Аналитприбор».- JNro5057261/25;

заявл.

25.05.1992;

опубл.10.05.1995, Бюл. № 24.

73. Пат. 2037809 Российская Федерация, Газоанализатор MnK'^G0\N2\/6\.

[текст]/Макаров B.C., Зотов О.В., Дябин Ю.П., Мирумянц CO.;

заявитель и патентообладатель Научно - производственное объединение «Государственный институту прикладной оптики».- JSro5 022494/25;

заявл. 16.01.1992;

опубл. 19.06.1995, Бюл. № 7.

74. Пат. 2082960 Российская Федерация, MnK''G01N21/61. Лазерный газоанализатор [текст]/Игнатьев Г.Н., Бублик М.А., Королев СБ., Выговский А.В.;

заявитель и патентообладатель Научно - исследовательский институт импульсной техники. №94009861/25;

заявл. 23.03.1994;

опубл.27.06.1997, Бюл. № 17.

75. Пат. 2095788 Российская Федерация, MnK^G01N21/35. Газоанализатор [текст]/Мазур М.М., Шорин В.Н., Пожар В.Э., Магомедов З.А.;

заявитель и патентообладатель Мазур М.М., Шорин В.Н., Пожар В.Э., Магомедов З.А. №96100425/25;

заявл. 09.01.1996;

опубл.10.11.1997, Бюл. № 11.

76. Пат. 2109269 Российская Федерация, MnK^G01N21/61. Оптический абсорбционный газоанализатор [текст]/Гамарц Е.М., Добромыслов П.А., Крылов В.А,, Лукица И.Г., Тулазаков Е.С;

заявитель и патентообладатель Российский научно - исследовательский институт «Электронстандарт».- №96108421/25;

заявл.

25.04.1996;

опубл.20.04.1998, Бюл. № 36.

77. Пат. 2235311 Российская Федерация, MnK^G01N21/62. Способ газового анализа и газоанализатор для его осуществления [текст]/Войеков В.Л., Чалкин СФ.;

заявитель и патентообладатель Войеков В.Л., Чалкин СФ.- №2003106124/28;

заявл. 05.03.2003;

опубл.27.08.2004, Бюл. № 22.

78. Патент РФ №51742 на ПМ. Газоанализатор / Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А.;

заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет. - заявка №2005128472/22 (031952) от 08.05.2005г.

79. Пененко В.В., Алоян А.Е. Модели и методы для задач окружающей среды. Новосибирск: Наука, 1985.

80. Нолупроводниковые фотоприемники: Ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны спектра / Под ред. Стафеева В.И. - М.: Радио и связь, 1984.-216 с.

81. Прикладная физическая оптика. Под ред. В.А. Москалева С-Пб, Политехника, 1995,528с.

82. Проблемы современной радиотехники и электроники/Под ред. акад.

Котельникова В.А. - М.: Наука, 1980. - 478 с, ил.

83. Проектирование и расчет приемников оптического излучения: Учебное пособие. Л.: Ленинградский институт авиационного приборостроения (ЛИАП), 1986. - с.

84. Пустовойт В.И., Пожар В.Э. Управление характеристиками коллинеарного акустоонтического фильтра путем модуляции ультразвука. Радиотехника и электроника. 1998, Т. 43, N 1, с. 121- 85. Пустовойт В.И., Тимошенко В.В. Акустооптический фильтр с управляемой полосой пропускания. Радиотехника и электроника, 1998, т. 43, N 4, с. 461- 86. Ребрин Ю.К. Управление оптическим лучом в пространстве. М.: «Сов.радио», 1977,336 с.

87. Розанов Ю.А. Случайные процессы. М.: Наука, 1971, 300 с.

88. Росс М. Лазерные приемники. - М.: «Мир», 1969. - 519 с.

89. Сафонов B.C., Одишария Г.Е., Швыряев А.А. Теория и практика анализа риска в газовой промышленности. М., 1998. - 208 с.

90. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ ФИПС РФ №2005611855 от 27.07.2005 года «Расчет оптимальных конструктивных и рабочих параметров акустооптических устройств» / Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А.;

правообладатели Мухамадиев А.А., Ураксеев М.А.;

за^явка JSr22005611216 от 30.05.2005;

зарегистрировано 27.07.2005г.

91. Скоков И.В. Оптические спектральные приборы: Учеб. Пособие для вузов, М.;

Машиностроение, 1984. - 240с., ил.

92. Смит Д.М. Математическое и цифровое моделирование для инженеров и исследователей/пер, с англ. Н.П.Ильиной;

под ред. О.А.Чембровского. М.:Машиностроение, 1980.-271 с.

93. Соболева Н.А., Маламид А.Е. Фотоэлектронные приборы. - М.: Высшая школа, 1974.-376 с.

94. Соборовер Э.И, Зяблов В.Л. Элемент на новерхностно - акустических волнах без чувствительного покрытия как анализатор газов и газовых смесей//Датчики и системы. - 2005. - №1. - с.32-39.

95. Советов Б.Я., Яковлев С.А., Моделирование систем, М.гВысшая школа, 1998.

96. Справочник по лазерной технике / Под ред. Байбородина Ю.В., Криксунова Л.З., Литвиненко О.Н., - Киев: «Техника», 1978. - 288 с.

97. Сурикова Е.И. Погрешности приборов и измерений. - Л.: Издательство Ленинградского университета, 1976. - 158 с.

98. Тарасов К.И. Спектральные приборы. Ленинград: Машиностроение, 99. Тимофеев Ю.М., Поляков А.В. Математические аспекты решения обратных задач атмосферной оптики: Учеб. Пособие. - СПб.: Изд - во С. - Петерб. Ун - та, 2001.

- 188с.

100. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М., 1972,307 с.

101. Тхоржевский В.П. Автоматический анализ газов и жидкостей на химических предприятиях. М., «Химия», 1976. - 272с.

102. Тюрин Н.И. Введение в метрологию. - М.: Издательство стандартов, 1976. - 304 с.

103. Ураксеев М.А., Важдаев К.В. Акустооптические датчики // Датчики и системы. 1999.-^0 5. - С. 45-48.

104. Ураксеев М.А., Важдаев К.В. Акустооптические датчики и их инженерный расчет // Проблемы нефтегазового комплекса России: Материалы межд. научн. - техн.

конф., Т.1. - Уфа: Изд. Уфимск. гос. нефт. техн. ун-та. -1998 г. - С. 8-12.

105. Ураксеев М.А., Важдаев К.В. Акустооптические преобразователи: теоретические предпосылки и новые разработки // Датчики и системы. - 2000. - № 1. - С. 35-37.

106. Ураксеев М.А., Важдаев К.В. Акустооптический эффект и его использование для построения датчиков физических величин // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Материалы XI науч. техн. конф. - Судак: Изд. Моск. гос. ин-та электр. и матем. - 1999 г. - С. 9.

107. Ураксеев М.А., Важдаев К.В. Математическое моделирование акустооптического взаимодействия // Измерительные преобразователи и информационные технологии: Материалы науч.-техн. конф. - Уфа: Уфимск. гос. авиац. техн. ун.-т, 1999.-С. 20-24.

108. Ураксеев М.А., Важдаев К.В. Математическое моделирование акустооптического преобразователя // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Материалы XII науч.- техн. конф. - Судак: Изд. Моск.

гос. ин-та электр. и матем. - 2000 г. - С. 53-54.

109. Установка для спектрального анализа излучения органических веществ с использованием акустооптического эффекта / А.В.Косарев, С.М.Сысоев, Р.С.Хабибуллин, Л.Л.Решетников // Датчик - 2004: Тез. докл. междунар. Конфер., Судак,2004.

110. Фотоприемники видимого и ИК диапазонов / Под ред. Стафеева В.И.. - М.: Радио и связь, 1985.-328 с.

111. Фотоэлектрические преобразователи информации / Под ред. Преснухина Л.Н.. М.: Машиностроение, 1974. - 375 с.

112. Франко Р.Т., Кадук Б.Г., Кравченко А.А. Газоаналитические приборы и системы.

- М. : Машиностроение, 1983. - 128 с.

113. Функциональные устройства обработки сигналов (основы теории и алгоритмы):

Учебное пособие для вузов / Баруздин С.А., Егоров Ю.В., Калиникос Б.А. и др.;

Под ред. Егорова Ю.В.- М.: Радио и связь, 1997. - 288 с.

114. Харт X. Введение в измерительную технику: Перевод с немецкого. М.: Мир, 1999.

115. Хургин Ю.И., Яковлев В.П. Финитные функции в физике и технике. М.: Паука, 116. Чувашов В.Н., Гришенкин В.Н. Быстродействующий анализатор горючих газов и паров//Датчики и системы. - 2000. - №7. - с.38-39.

117. Экология переработки углеводородных систем: Учебник/ Под ред. д-ра хим.наук, проф. М.Ю. Доломатова, д-ра техн.наук, проф. Э.Г.Теляшева. - М.Химия, 2002 608 с.

118. Экология: Учебник / Потапов А.Д. - 2-е изд., испр. и доп. - М,: Высш.школа, 2004.-528 с.

119. Berg, N.J. and Pellegrino, J.M., eds. Acousto-Optic Signal Processing, Marcel Dekker, Inc., New-York, 1995.

120. Chang I.e. Acousto-optic devices and applications. IEEE Trans. Sonics Ultrasonics, 1976, v.SU-23,Nl, pp. 2- 121. Chang I.e. CoUinear Beam Acousto-Optic Tunable Filters. Electronics Letters, 1992, v.

28, N 1 3, pp. 1255- 122. Chang I.e. Tunable acousto-optic filters: an overview. Pros, of SPIE, 1976, v. 90, pp.

12- 123. Chang I.e., Katzka P., Jacob J., Estrin S. Programmable acousto-optic filter. Proc. Of IEEE Ultrasonics Symp., 1979, pp. 40- 124. Cohen H.G., Gordon E.I. Acoustic beam probing using optical techniques. Bell. Syst.

Tech. J., 1965, V. 44, p. 693- 125. Damon, R.W., Maloney, W.T., and McMahon, D.n., Interaction of Light with Ultrasound: Phenomena and Applications, in Physical Acoustics, Vol. 7, (W.P. Mason and R.N. Thurston, eds.). Academic Press, New-York, pp. 273-366, 1970.

126. Danley W.J., Wang X. Rapid identification of organic contaminants in pretreated waste water using AOTF near-IR spectrometry. ISA Meeting Proc, 1995, pp.87- 127. Debue P., Sears F.W. On the scattering of light by supersonic waves. Pros. Nat. Acad.

Sci. USA, 1932, V.I8, p. 409- 128. Denes L.J., Gottlieb M.S., Kaminsky B. Acousto-optic tunable filters in imaging application. Opt. Eng. 1998, v. 37,' 4, pp. 1262- 129. Design and fabrication of acousto-optic devices. Ed. by A.P. Goutzolis, D.R. Pape.

Markel Dekker, Inc. New York, 1994, 497 p.

130. Dixon R.W. Acoustic diffraction of light in anisotropic media. IEEE Joum., QE-3, ' 2, 1967,p.85- 131. Dixon, R.W., Photoelastic Properties of Selected Materials and Their Relevance for Applications to Acoustic Light Modulators and Scanners, J. Appl. Phys., 1967, v. 38, № 13, p. 5149.

132. Goutzoulis, A.P. and Pape, D.R., eds Design and Fabrication of Acousto-optic Devices, Marcel Dekker, New-York, 1994.

133. Hance, H.V., Parks, J.K. Wide-band modulation of a laser beam, using Bragg-angle diffraction by amplitude-modulated ultrasonic waves. - J. Acoust. Soc. Am., vol. 38, pp.

24-36, 1965.

134. Harris S.E., Wallace R.W. Acousto-optic tunable filters. JOS A, 1969, v. 59, N 6, pp.

744- 135. Hecht, D.L., Multifrequency Acousto-Optic Diffraction, IEEE Trans. Sonics Ultrasonics, SU-24, pp. 7-18,1977.

136. http://www.acoustooptics.phys.msu.su/ 137. Jacob J., Chang I.C. Development of an AOTF spectrometers. Proc.SPIE, v.2O2, 1979, p.40- 138. Junjie L. Tunable acousto-optic filters and applications. Advances in materials for active optics, 1985, V. 567, pp. 28- 139. Kino, G.C., Acoustic Waves: Devices, Imaging, and Analog Signal Processing, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New-York, 1987.

140. Klein W.R., Cook B.D. Unified approach to ultrasonic light diffraction. - «IEEE Trans.», 1967, V. S U - 14, № 3, p.l23 - 134.

141. Klein, W.R., Cook, B.D. Unified approach to ultrasonic light diffraction. - IEEE Trans., V. SU-14, pp. 723-733,1967.

142. Kludzin V.V., Kulakov S.V., Molotok V.V. Recent advances in AOTF design and fabrication at St. Petersburg State Academy of Aerospace Instrumentation, in Pros. 1^' ARL AOTF Workshop, 1997, p. 45- 143. Кофе1, A. "Acousto-Optics," in Applied Solid State Science, Vol. 3 (R. Wolfe, ed.).

Academic Press, New-York, 1972.

144. Kusters J.A., Wilson D.A., Hammond D.L. Optimum crystal orientation for acoustically tuned optic filters. JOS A, 1974, v. 64, N 4, pp. 434- 145. Lucas R., Bigaurd P. Nouvelles proprietes optiques des liquides soumis a des ondes ultrasonores. C.R. Acad. Sci., 1932, v.l94, p. 2132- 146. Maydan, D Acousto-optical pulse modulators. - IEEE J., 1970, v. QE-6, Хз 1, pp. 15 24,1970.

147. Meitzler, A.H. Piezoelectric transducer materials and techniques for ultrasonic devices operating above 100 MHz. - Ultrasonic Transducer Materials, O.E. Mattiat, Ed. New York: Plenum, 1970.

148. Ohmachi Y., Uchida N., Niizeki N. Acoustic wave propagation in ТеОг single crystals.

JASA, 1972 V.51, N 1, pp.164- 149. Parygin V.N., Vershoubsky A.V.. Acoustic and Optical Beams Cooperation with a Long Interaction Length in an Anisotropic Medium. Proc. SPIE, 1998, v. 2969, pp. 145- 150. Pelekhaty V. Improvement of resolution of visible acousto-optic tuneable filter in tellurium dioxide, in Pros. 1'' ARL AOTF Workshop, 1997, pp. 65- 151. Pustovoit V.I., Gupta N.. CoUinear acousto-optic spectrometers and their application. In Pros. 1'' ARL AOTF Workshop, 1997, pp. 33- 152. Qin C.S., Huang G.C., Chan K.T., Cheung K.W.. Low Drive Power, Sidelobe Free Acousto-Optic Tunable Filters/Switchers, Electronics Letters, 1995, v. 31, N 15, pp.

1237- 153. Raman C.V., Nath N.S.N. The diffraction of light by high frequency sound waves. Proc.

Ind. Acad. Sci., 1935, v. 2A, pt. I, p. 406-412, 1935, v. 2A, pt. II, p. 413-420, 1936, V.3A, pt. Ill, p. 75-84, 1936, v.3A, pt. IV, p. 119-135, 1936, v.3A, pt. V, p. 459-469, 1937,v.4A,p. 154. Sittig, E.K. Effects of bonding and electrode layers on the transmission parameters of piezoelectric transducers used in ultrasonic digital delay lines. - IEEE Trans. Sonics Ultrason, V. SU-16, pp. 2-10,1969.

155. Sloone N., Fine Т., Phillips P. New method for gratings spectrometer. Opt. Spectra, 1970, V. 4, p. 156. Soos J. Industrial process monitoring requires rugged tools. Laser Focus World, 1994, N 157. Tran CD., Huang G.C. Characterization of the collinear beam acousto-optic tunable filter and its comparison with noncollinear and the integrated acousto-optic tunable filter. Opt. Eng., 1999, Vol. 38, N 7, pp. 1143- 158. Wang X. Acousto-optic tunable filters spectrally modulate light. Laser Focus World, 1994, V. 28, N 8, pp. 173- 159. Xu, J., and Stroud, R., Acousto-Optic Devices: Principles, Design, and Applications, Wiley, New-York, 1992.

160. Yano Т., Watanabe A. Acoustooptic ТеОг tunable filter using far-of-axis anisotropic Bragg diffraction. Applied Optics, 1976, v. 15, N 9, p. 2250- 161. Zaj'tsev A.K. The acousto-optic spectrometer for a weak optical signal processing.

Proc.SPIE. V. 2969,1996. p.547- 162. Zajtsev A.K. Use of acousto-optic interaction selectivity for spectroscopy of optical radiation. Proceedings of Int. Conf. For Young Researchers on Acoustoelectronic and Acoustooptic Information Processing, 1998, pp. 414- 163. Zajtsev A.K., Kludzin V.V. Acousto-optic tunable filter based on tellurium dioxide in the sibcoUinear diffraction mode. Ill Int. Conf. On Optical Information Processing.

Advance technical program and abstracts, Moscow, 1999, pp. 55- 164. Zajtsev A.K., Kludzin V.V. The dynamic range of acousto-optic spectrometer. EOS Topical meetings digests series. 1997. v.l5. p.103- 165. Zajtsev A.K., Kludzin V.V., Kochin L.B., Polosin L.L., Sokolov V.K. The characteristics of acousto-optic tunable filter for colorimetry. Ill Int. Conf. On Optical Information Processing. Advance technical program and abstracts, Moscow, 1999, p. 166. Zajtsev A.K., Kulakov V.S., Razhivin B.P., Spectral response of an acousto-optic spectrometer for a chiф control signal. Ill Int. Conf. On Optical Information Processing.

Advance technical program and abstracts, Moscow, 1999, p. ПРИЛОЖЕНИЯ Руководителю в у з а ( о р г а н и з а ц и и ) : УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ СЕРВИСА ИЗВЕЩЕНИЕ о выделении грантов по результатам конкурса 2004 года для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов вузов Федерального агентства по образованию ОБЪЕМ : 60000 руб.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.