Применение двухдлинноволновой цифровой голографической интерферометрии для оптического неразрушающего контроля износа защитных элементов сферического токамака ГЛОБУС-М2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Продемонстрирована возможность применения метода двухдлинноволновой цифровой голографической интерферометрии для оценки износа защитных элементов сферического токамака Глобус-М2 после рабочих плазменных разрядов. На данном этапе работ защитные элементы были извлечены из разрядной камеры токамака и использовались в качестве образцов в голографическом комплексе. Представлена схема голографического интерферометра для регистрации первичных голографических изображений, в котором управление системами регистрации и контроля длины волны излучения осуществляется через программно-аппаратный комплекс в реальном масштабе-времени. Представлены результаты измерений формы элементов токамака. Показано, что при изменении разности длин волн меняется чувствительность метода измерений, а в предложенной конфигурации оптической схемы возможно определить минимальное значение изменения формы на уровне 10–30 мкм. При этом ошибка определения разности фаз, по которой проводится оценка профиля поверхности, в цифровом методе может достигать порядка 2π/40.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. В. Алексеенко

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Автор, ответственный за переписку.
Email: IAlekseenko@kantiana.ru
Россия, Калининград

А. М. Кожевникова

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: IAlekseenko@kantiana.ru
Россия, Калининград

А. Г. Раздобарин

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: IAlekseenko@kantiana.ru
Россия, Санкт-Петербург

Д. И. Елец

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: IAlekseenko@kantiana.ru
Россия, Санкт-Петербург

О. С. Медведев

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: IAlekseenko@kantiana.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. De Temmerman G., Hirai T., Pitts R.A. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2018. V. 60. P. 044018. doi: 10.1088/1361-6587/aaaf62.
  2. Schweer B., Huber A., Sergienko G., Philipps V., Irrek F., Esser H.G., Samm U., Kempenaars M., Stamp M., Gowers C., Richards D. // J. Nucl. Mater. 2005. V. 337–339. P. 570. doi: 10.1016/j.jnucmat.2004.10.156.
  3. Pintsuk G., Bobin-Vastra I., Constans S., Gavila P., Rödig M., Riccardi B. // Fusion Eng. Des. 2013. V. 88. P. 1858. doi: 10.1016/j.fusengdes.2013.05.091.
  4. Кукушкин А.С., Пшенов А.А. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 1123.
  5. Pedrini G., Alekseenko I., Jagannathan G., Kempenaars M., Vayakis G., Osten W. // Applied Optics. 2019. V. 8(5). P. A147.
  6. Belashov A.V., Zhikhoreva A.A., Semenova I.V. // Applied Sciences. 2022. V. 12. P. 1687.
  7. Kozhevnikova A.M., Alekseenko I.V., Schitz D.V. // Applied Optics. 2023. Т. 62. С. 7881.
  8. Friesem A.A., Levy U. // Applied Optics. 1976. V. 15. P. 3009.
  9. Claus D., Alekseenko I., Grabherr M., Pedrini G., Hibst R. // Light: Advanced Manufacturing. 2021. V. 2(4). P. 403.
  10. Schnars U., Jueptner W. Digital holography: digital hologram recording, numerical reconstruction, and related techniques. Berlin: Springer, 2005.
  11. Takeda M., Ina H., Kobayashi S. // J. Optical Soc. America. 1982. V. 72.1. P. 156.
  12. Kreis T. Handbook of holographic interferometry: optical and digital methods. N.Y.: John Wiley & Sons, 2006.
  13. Claus D., Alekseenko I., Grabherr M., Pedrini G., Hibst R. // Light: Advanced Manufacturing. 2021. V. 2. P. 29.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема цифрового голографического интерферометра: 1 – лазер накачки; 2 – перестраиваемый лазер; 3 – светоделитель; 4 – коллиматор; 5 – оптический клин; 6 – объект; 7 – собирающая линза; 8 – диафрагма; 9 – светоделитель; 10, 11 – зеркало; 12 – собирающая линза/микрообъектив; 13 – ПЗС-камера.

Скачать (16KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Алгоритм реконструкции разности фаз в двухдлинноволновой цифровой голографической интерферометрии.

Скачать (25KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Тест-объект (ступенчатая структура).

Скачать (18KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты измерения формы тест-объекта: интерферограмма, соответствующая синтезированной длине волны Λ = 7.56 мм (а); реконструированный профиль ступеней тест-объекта представление поверхности объекта (б).

Скачать (33KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Результаты измерения формы ОПЭ-1: изображение элемента с проявленными дефектами поверхности (а); интерферограмма, соответствующая синтезированной длине волы Λ = 400 мкм (б); трехмерное реконструированное представление поверхности объекта (в); двумерное распределение поверхности (г).

Скачать (59KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Результаты измерения профиля ОПЭ-1: вдоль линии 1 (а), вдоль линии 2 (б).

Скачать (28KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Результаты реконструкции формы ОПЭ-2: изображение элемента с проявленными дефектами поверхности (а); интерферограмма, соответствующая синтезированной длине волы Λ = 1.48 мм (б); трехмерное реконструированное представление поверхности объекта (в); двумерное распределение поверхности (г).

Скачать (57KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Результаты измерения профиля ОПЭ-2: вдоль линии 1 (а), вдоль линии 2 (б)

Скачать (29KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024