Media-security

МУЛЬТИПЛЕКСНЫЕ КИНОЛОГРАММЫ ЭВОЛЮЦИИ

ОПТИЧЕСКОГО РАЗРЯДА

Ю.Н.Захаров, Ю.М.Сорокин, Ф.Г.Сучкин

Рассмотрена киноголографическая установка для исследования нестационарных объектов с произвольными временными масштабами. Приведены результаты исследования оптического разряда с временным разрешением.

Запись нескольких изображений на одну голограмму при регистрации серии картин, представляющих собой временную последовательность состояний объекта, формирует мультиплексную киноголограмму. Возможность быстрого перехода от записи одного изображения к другому является преимуществом таких голограмм по сравнению с традиционными кинематографическими системами со сменой фотоматериала.

Обычно в схемах киноголографии применяется один источник излучения, а для формирования последовательности кадров используются либо оптические линии задержки, выполняющие (при работе в моноимпульсном режиме) одновременно функцию пространственного разделения места записи отдельных кадров /1/, либо сканирование в плоскости записи для разделения изображений, полученных от серии импульсов /2-4/. В первом случае удается довести временной интервал между экспозициями до нескольких десятков наносекунд, во втором он обеспечивается в диапазоне от 25 мкс до 1.25 мс /4/; при этом ограничения на быстродействие в области малых задержек определяются наличием механических перемещений. Используемые в настоящее время для голографического кинематографа лабораторные образцы импульсных рубиновых лазеров работают с частотой повторения импульсов до 20 Гц, т.е. с интервалом между кадрами 50 мс. Таким образом, для известных систем оказываются недоступными

- 79 -

временные интервалы между кадрами в диапазоне от 1 до 50 мс, хотя для исследования ряда нестационарных объектов необходимы временные масштабы как раз такого порядка.

Нами была поставлена задача создания наиболее универсальной (с точки зрения временного интервала между экспозициями) установки для киноголографиии с небольшим числом кадров. Такая установка была создана на базе 4 рубиновых квантронов с собственными резонаторами и модуляторами добротности. Заряд накопителей производится одновременно, а импульс поджига ламп накачки и просветления модулятора добротности подается на каждую из головок через формирующую цель, отрабатывающую необходимую временную задержку. В итоге, временные интервалы между экспозициями определяются радиотехническим устройством и могут быть сделаны любыми: от единиц наносекунд до десятков секунд.

Оптическую схему данной установки целесообразно построить таким образом, чтобы она не содержала перемещаемых в процессе съемки деталей, а значит, и не накладывала ограничение снизу на время между кадрами. Для этого часть излучения каждого источника сводится в один коллиматор и представляет собой предметный пучок, а другая часть формирует четыре опорных, каждый из которых образует свой угол схождения с предметным пучком. В результате обеспечивается возможность как независимого восстановления любого кадра соответствующим опорным лучком, так и интерференции любых двух из них (или более) ори освещении двумя {иди более) опорными пучками одновременно.

Описанная установка была применена для исследования эволюции низкопорогового коллективного оптического разряда в аэродисперсной среде /5/. На рис.1 приведена принципиальная схема эксперимента, в котором инициирующий разряд лазер ГОС-1001, был синхронизован с киноголографической установкой и запоминающими осциллографами. При этом обеспечивался контроль моментов регистрации голограмм относительно инициирующего импульса, а также запись дополнительной информации о разряде {динамики собственного свечения, электрических и акустических сигналов).

- 80 -

- 81 -

Рис.2. Рис.3. концентрация электронов

Киноголограмма разряда Ne, температура Т и давление Р

разряде. Время τ от начала инициирующего импульса в мкс. R- расстояние от оси силового пучка.

- 82 -

Фотографии восстановленного изображения отдельных кадров киноголограммы, приведенные на рис.2, представляют собой двух-экспозиционные голографические интерферограммы, позволяющие найти профили показателя преломления, а по ним в модели локального термодинамического равновесия с использованием пороговой модели коллективного разряда /6/ вычислить профили температуры и концентрации электронов, а также оценить давление в области разряда.

Результаты обработки последовательности интерферограмм, впервые полученных для данного объекта в одной реализации голографическим методам, приведены на рис.3 и позволяют проследить пространственную структуру и динамику основных физических параметров разряда. Оценки давления в последовательные моменты времени получаются из условия, что в околопороговых условиях влияние микрофакелов в коллективном разряде происходит при температуре, близкой к температуре кипения аэрозольного материала.

Л и т е р а т у р а

Зайдель А.Н., Островская Г.В., Островский Ю.И., Челидзе Т.Я. ЖТФ, 1966, т.36. С.2208.

Hildebrand B.R., Haines K.A. – Opt. Soc. Am., 1967, v. 57, p.155.

Захаров Ю.H., Менсов С.Н. "Физические основы и прикладные вопросы голографии". Л., I994, с. 138.

Landry M.J., McCarthy A.E. – Opt. Eng., 1975, v.14, p.69.

5. Королев И.Я., Кособурд Т.П., Крикунова Э.М., Сорокин Ю.М. ЖТФ, 1983, т.53, с. 1547.

6. Сорокин Ю.M., Королев И.Я., Крикунова Э.М, Квантовая электроника, 1986, т.13, С.2464.