Көшкінбаев сәулетбек жолдықараұлы технологиялық процестерді бақылауға арналған талшықты-оптикалық көпфункционалды датчиктердің функционалдығын зерттеу және модельдеу
жүктеу/скачать 6,91 Mb.
|
koshkynbaev-s-zh-phd-s-sp
| 4.2 Өлшеу әдістемесі
Алынған сигналдарды сандық модельдеу және өңдеу үшін қолданылатын жартылай өткізгіш лазерлер мен Брэгг талшықты-оптикалық торларының эксперименттік өлшенген сәулелену және шағылысу спектрлері негіз болып табылады. Төмендегі сипатталған зерттеулерде DFB типті жартылай өткізгіш лазерлер қолданылды. Талшықты-оптикалық Брэгг торлары Талбот интерферометрі базасы негізінде ТБТ өндірудің оптикалық схемасы арқылы жасалды [9]. Optosystems CL7500 эксимерлі лазерлік жүйесі KrF (өндіріс Троицк) қолданылды, ал ол қуат генераторы-күшейткіш схемасы бойынша жұмыс істейді [10-11]. Мұндай жүйе жоғары кеңістіктік (> 5 мм) және уақыттық когеренттілігі бар сәуле шығарады, бұл ТБТ индукциясы аймағында жоғары контрастты интерференция үлгісін жасау үшін қайта реттелетін Талбот интерферометрін пайдалануға мүмкіндік береді. Сурет 4.1 – Әзірленген ТБТ спектрлері Қолданыдатын аппроксимациялар: (4.12) (1- )2 немесе (ағылшын әдебиеттерінде “tanh”) (4.13) Model SinxDivX (User) Equation y = A*(sin(B*(x-x0))/(B*(x-x0)))^2 Reduced Chi-Sqr 2,82356E-13 Adj. R-Square 0,98456 Кесте 4.1 – Әзірленген ТБТ-1 спектрлері мәліметтері
Model Fun_1_th_2 (User) Equation y =A*(1 - ((exp(2*B*(x - x0)) - 1)/(exp(2*B*(x - x0)) + 1))^2) Reduced Chi-Sqr 1,64246E-13 Adj. R-Square 0,99102 Кесте 4.2 – Әзірленген ТБТ-2 спектрлері мәліметтері
Сурет 4.2 – ТБТ спектрының аппроксимациясы (000): 1 – спектр, 2 – функциямен аппроксимациясы (1), 3 – функциямен 2. ТБТ жасау үшін алдын ала төмен температуралы сутегімен өңдеуден өткен SMF-28 стандартының оптикалық талшығы пайдаланылды [12-13]. Жоғарыда сипатталған жазу технологиясын қолдану Брэгг резонансының толқын ұзындығын қайта құрумен әр түрлі типтегі жоғары тиімді Брэгг рефлекторларын жасауға мүмкіндік береді [14]. Әзірленген талшықты-оптикалық Брэгг торларының ұзындығы 10 және 15 мм болды. Сурет 4.3 – Аппроксимация спектрі мен коэффициенттері Сурет 4.4 – ТБТ шағылысу спектрін Гаусс функциясымен жуықтау Model GaussAmp Equation y=y0+A*exp(-0.5*((x-xc)/w)^2) Reduced Chi-Sqr 2,21634E-13 Adj. R-Square 0,98788 Value Standard Error
ТБТ параметрлері сутегі ТБТ-дан шыққаннан кейін өлшенді. Спектрлерді өлшеу MS9740B моделі Anritsu маркалы спектрометрдің көмегімен жүргізілді. Алынған жартылай өткізгіш лазердің сәулелену спектрлері Гаусс функциясымен аппроксимацияланды. Жартылай өткізгіш лазердің корпусының температурасы Пельтье элементінің көмегімен өзгеріп, термопарамен өлшенді. Одан әрі қолданылатын лазер параметрлерінің келесі мәндері алынды: жұмыс температурасында сәулеленудің орталық толқын ұзындығы (λ0,LD) – 1050.6 нм, спектрдің жарты ені (σLD) – 0.0158 нм. Брэгг талшықты торларынан шағылысқан сәулеленуінің спектрлік тәуелділіктері үш функциямен аппроксимацияланды: (4.15) (4.16) немесе (4.17) ТБТ спектрлік тәуелділігінің аппроксимация параметрлері, атап айтқанда, жұмыста пайдаланылған екі ТБТ үшін өлшенген тәуелділіктен аппроксимацияның орташа квадраттық ауытқуы және жарты ені 4.3-кестеде келтірілген. Алынған мәліметтерден барлық аппрокцимацияланатын функциялар анықталатын параметрлердің салыстырмалы түрде аз орташа квадраттық ауытқуын (Sa) беретіндігі және одан әрі жұмыста қолданылуы мүмкін екендігі шығады. Алайда, олардың әрқайсысының өзіндік қолдану ерекшелігі бар, атап айтқанда (4.2) функциясы, егер олар бар болса, ТБТ шағылысу спектрінің бүйір максимумдарының болуын ескеруге мүмкіндік береді, ал (4.1) функциясы шағылысқан сәулелену қуатының шамасын есептеу кезінде аналитикалық өрнектерді алуға мүмкіндік береді. Неғұрлым күрделі акпрокцимацияларды қолдану, мысалы, [15] шолуда қарастырылған бұл мәселені шешу үшін қажет емес, өйткені қызығушылық шыңның спектрлік позициясы емес, интегралдық шама болып табылады. Кесте 4.3 – ТБТ спектрлік тәуелділігінің аппроксимация параметрлері
жүктеу/скачать 6,91 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||