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

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

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