24 декабря Архивач восстановлен после серьёзной аварии. К сожалению, значительная часть сохранённых изображений и видео была потеряна. Подробности случившегося. Мы призываем всех неравнодушных помочь нам с восстановлением утраченного контента!
Получил в универе задачу. Специальность - лазерная
ОПтики и поехавшей задачи трендOP23/03/17 Чтв 00:41:39#1№407956
Получил в универе задачу. Специальность - лазерная оптика. Выглядит абсолютно нерешаемой, при тех условиях, что в ней даны, дифракционная расходимость Гауссовского пучка выходит 0.68, что импосибуру. В общем, если у кого есть какие идеи на этот счет, милости прошу. Пик 1 - она сама, пик 2 -страница с необходимыми для расчета формулами (не факт что этого достаточно)
Вот что получилось: 3aBaua 6 A company that builds pulsed Nd: glass lasers used in making razor blades and in other laser welding applications provides a focus spot estimator. A "multiplier value” [3 such that the focal length fin millimeters times the multiplier value gives the focus spot size in microns, is given for each of a set of beam diameters. Fora 350-Wlaser the multiplier values for beam diameters of 10, 15, and 20 mm are 1.5, 1.0, and 0.75, respectively. For a 550-Wlaser the corresponding multiplier values are 3.5, 2.3, and 1. 75. (a) Explain how these multiplier values might have been calculated. (b) Does the beam gualitz increase or decrease with laser power?
Или выразить w' и по нему приравнять: w' = f×β×10-3; w'M = f×θM; w'M = w'; fθM = f×β×10-3; делишь обе части уравнения на f получаешь θM = β×10^-3; β = 1000×θM = 1000×M2×λ/π×w0;
w0 - не знаю, как найти, но т. к. w'M = f×θM = f×M2λ/π×w0; w0 = f×M2×λ/π×w'M;
И ещё, ты там написал, что: w' = β×f×w0×10-6 - с чего бы это? мм как 10-3 прицепил и метрах выразил?
>>408005 Как w' и wo между собой связаны? формула >w' = β×f×w0×10-6 ты говоришь не является корректной, и wo туда не входит, значит >w' = β×f×10-6 так?
>>408056 Ну ты же f сокращаешь при приравнивании по w'; К тому же f - неизвестно, и оно в числителе. QM - тоже неизвестно. И где у тебя β? Это переменная или постоянная величина?
Т. е. если β меняется несущественно при увеличении w0, то почти пропорционально - увеличивается M2; и наоборот, при уменьшении w0 - М2 уменьшается почти пропорционально, но никак не может быть меньше единицы. Если же β меняется существенно, при увеличении w0, а M2 почти не меняется, и больше единицы, то зависимость от β w0 обратно-пропорциональная. Это маловероятно, поскольку вопрос задачи - звучит так: (b) Does the beam quality increase or decrease with laser power? В переводе - это значит: Увеличивается или уменьшается качество луча при мощности лазера? Т. е. насколько я понимаю — β существенно зависит не столько от w0, сколько мощности лазера, в этих двух различных вариантах.
>>408136 Так это значения β у тебя там в условии, так бы сразу и сказал!.. >>408115 Да, вроде всё правильно. Для других значений β не перепроверял, впадло чё-т... >М2 тут выходит где то 45 для 350w и 105 для 550w, >что чуть менее, чем очень много для nd:glass, >ибо норма 1-10. >Надеюсь это не важно тоже) Вот чё надыбал: Наилучшее качество пучка достигается при M2 = 1. К такому значению близки многие лазеры, в частности, твердотельные лазеры работающие с одной поперечной модой (одномодовом режиме ), волоконные лазеры на основе одномодовых волокон, а также некоторые маломощные диодные лазеры (особенно полупроводниковые лазеры на вертикальных резонаторах ).
С другой стороны, некоторые лазеры с высокой мощностью (например, твердотельные лазеры и объемные полупроводниковые лазеры, такие как диодные линейки) могут иметь очень большой параметр M2, больше, чем 100 или даже значительно выше 1000. http://www.laser-portal.ru/content_780
Кстати, анон, тут значит вопрос такой имеется. Вот — пик4, лазер палит спички. И вот видео: https://www.youtube.com/watch?v=mW5XMCp8ZxY Тут CO2 лазер не может прожечь фантик от конфеты, потому что отражающая поверхность. Если у тебя есть доступ к лазерам, достаточной мощности, было бы неплохо провести опыт, в котором лазер поджигает спичку лучём, отражающимся от фантика от канфеты, или от фольги с под пачки сигарет, например. Но поверхность должна быть ровная, блестящая, ну чтобы луч направить ровно.
И webm сюда на двощ бы, в виде пруфца, дабы низвергнуть мифы, про макроскопическое радиационное давление https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_pressure в связи с передачей импульса при отражении - что там в статье, на пикче проиллюстрировано, лол.
>>408169 Что за дичь на первом пике и причем тут радиационное давление?
Насчет конфеты - таких слабых лазеров у меня нет, все что есть - от 70Вт, а они испарят фантик, даже если его полировать. Можно сделать с зеркалом и спичками, но опять же лучше воспользоваться игрушками на ~500мВт
>>408172 >Что за дичь на первом пике Отражение, и преломление лазерного луча вращающимися многогранниками, лол. >причем тут радиационное давление Интересует есть ли оно при отражении, является ли оно макроскопическим, и его природа. Можешь зайти в EM-drive тред здесь, на /sci, если интересно, и поискать там по ключевому слову "радиометрический эффект". Если время есть, конечно... Там много всякого всего. >Насчет конфеты - таких слабых лазеров у меня нет, все что есть - от 70Вт, а они испарят фантик, даже если его полировать. Это же ещё лучше. >Можно сделать с зеркалом и спичками, но опять же лучше воспользоваться игрушками на ~500мВт Тогда, надо будет подобрать такое зеркало, чтобы оно не расплавилось, и наглядно продемонстрировать то, что толщина отражающего материала зеркала, которое отражает луч, существенно меньше толщины прожигаемого материала, поглощающего излучение лазера.
>О каких мифах речь? Что при отражении фотонов отражающему материалу передаётся разница импульса в виде импульса, который оказывает давление, и не на атомы вещества, нагревая материал отражателя, а макроскопическое давление - позволяя ускорять солнечный парус космического корабля, например... >>405563 Это всё там, в Em-Drive треде. Вот он: >>396840 (OP)
>>408181 >Что при отражении фотонов отражающему материалу передаётся разница импульса в виде импульса, который оказывает давление, и не на атомы вещества, нагревая материал отражателя, а макроскопическое давление - позволяя ускорять солнечный парус космического корабля, например...
Очень непонятно. Разница межу чем и чем передается? На что оказывается давление, если не на вещество? И в чем тут собственно разница межу микро и макро, раз результат один?
>>408188 Ну вот, смотри. Статья про радиационное давление: Ссылка: https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_pressure Там - картинка, пикрелейтед. Incident momentum - импульс падающего фотона. Reflected momentum - импульс отражённого фотона. Они равны по модулю, потому что закон сохранения импульса. Momentum charce - Δp. Векторная разница падающего и отражённого импульсов. И типа, если эта векторная разница уходит от зеркала, то по закону сохранения импульса, она ещё и передаваться должна ему, вот она и передаётся как-бы в виде radiation force, и оказывая на зеркало МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ, толкает фольгированный отражателем солнечный парус, лол. Пикрелейтед.
И вовсе не важно, что фотоны, передавая импульс, передают и энергию, и передают её не в виде силы которая давит, а в виде возбуждений и колебаний атомов, поскольку размер фотонов мал, и эти атомы - увеличивая энергию хаотичного движения максимум могут нагреваться, но не толкаться, потому что тёмные тела нагреваются больше светлых.
>Разница межу чем и чем передается? Там, исходя из пикчи, судя по всему, разница импульсов принимается, как реальный импульс, с применением закона сохранения импульса в виде дополнения ещё одним, противоположным импульсом. >На что оказывается давление, если не на вещество? А оказывается ли? Я утверждаю, что нет. Давление и передача импульса может быть обусловлена потерей этого импульса. >И в чем тут собственно разница межу микро и макро, раз результат один? Возбуждение ядра атома, рост температуры, комптоновское рассеяние фотонов на электронах, фотоэффект - это всё в результате передачи импульсов фотонов материалу при поглощении излучения. Но ведь это не макроскопическое давление, это изменение внутренней энергии вещества за счёт поглощения энергии излучения. И хотелось бы подчеркнуть ещё, что за счёт поглощения, но не отражения. =3
Поэтому надобно бы провести опыт - с пруфами. Просто для прикола.
>>408200 А. Это довольно очевидно. По сохранению энергии - часть отскочит и передаст двойной импульс, часть поглотится\рассеется и передаст одиночный импульс. В этом нет ничего нового\парадоксального или мифического.
>А оказывается ли? Я утверждаю, что нет. Ну это совсем странно. Если ты имеешь в виду, что раз нет физического взаимодействия, то и давления нет, то да, так и будет. Но у давления электромагнитная природа и оно само по себе - взаимодействие полей. Так что все рассеяния можно смело приписать давлению.
>>408201 >По сохранению энергии - часть отскочит и передаст двойной импульс С чего бы это? >часть поглотится\рассеется и передаст одиночный импульс Да. >В этом нет ничего нового\парадоксального или мифического. Есть, первой части твоего предыдущего предложения. И я уже писал об этом. >Ну это совсем странно. >Если ты имеешь в виду, что раз нет физического взаимодействия, то и давления нет, то да, так и будет. Нет, не так всё. С чего взял? Можешь ещё раз перечитать... >Но у давления электромагнитная природа и оно само по себе - взаимодействие полей. >Так что все рассеяния можно смело приписать давлению. Ещё скажи, что магнитное поле отталкивает отражатель. А приписать можно что угодно, задача состоит в том, чтобы корректно поставить опыт, проверить и выяснить. Если зальёшь webm с лазером в зеркале - будет видно, а я опишу. Только смотри не
>Процесс не однобокий, так что там присутствует и то и другое Если есть давление - есть сила, которая давит. P = F/S, где P - давление, F - сила, S - площадь; Если есть сила - есть ускорение тела, на которое действует сила. F = ma; F - сила, m - масса, a - ускорение; Если есть ускорение - есть рост импульса тела. p = mv; p - импульс тела, m - масса, v - скорость. Скорость растёт при ускорении, импульс растёт. Если есть рост импульса - есть передача импульса. Закон сохранения импульса. Если есть передача импульса - есть поглощение импульса. Тоже, закон сохранения импульса. А поглощение - не отражение. Пикрелейтед: a - отражение (преломление, отклонение, без изменения импульса отражённого фотона, электрон - неподвижен); b - частичное поглощение (увеличение длины волны отражённого фотона снижает его импульс - электрон приобретает его);
Первый импульс при ударе - сложение импульсов, второй при отскоке - реактивное движение.
>Если зальёшь webm с лазером в зеркале - будет видно, а я опишу. >Только смотри не
Не что?
Если есть давление - есть сила, которая давит. P = F/S, где P - давление, F - сила, S - площадь; Если есть сила - есть ускорение тела, на которое действует сила. F = ma; F - сила, m - масса, a - ускорение; Если есть ускорение - есть рост импульса тела. p = mv; p - импульс тела, m - масса, v - скорость. Скорость растёт при ускорении, импульс растёт. Если есть рост импульса - есть передача импульса. Закон сохранения импульса. Если есть передача импульса - есть поглощение импульса. Тоже, закон сохранения импульса. А поглощение - не отражение. Пикрелейтед: a - отражение (преломление, отклонение, без изменения импульса отражённого фотона, электрон - неподвижен); b - частичное поглощение (увеличение длины волны отражённого фотона снижает его импульс - электрон приобретает его);
Тут ты смешиваешь крупную механику и квантовую, такая модель не имеет смысла. Собственно, а к чему разговор о парусе? У меня был некоторый опыт в их расчёте. Если есть вопрос - задай.
А он уже давным давно проведён, первый раз - ажно в 1899 году (П.Н. Лебедев), вместо того, чтобы основы физики ниспровергать, стоило-бы тебе разобраться. Потом догонись вот этим КА: https://ru.wikipedia.org/wiki/IKAROS и покури эффект Ярковского.
>>408217 Ему это все уже рассказали и показывали много раз. Не понимает.
мимо тот анон у которого позавчера м2 11 и 26 вышло, т.е. Ровно в 4 раза меньше. Не факт что верно, 44 и 105 хоть и говняно выглядят, но не невозможно.
>>408210 >Первый импульс при ударе - сложение импульсов, второй при отскоке - реактивное движение. Тогда, речь идёт о векторной сумме, а не разности векторов импульсов. И мне почему-то кажется, что направлена эта векторная сумма - будет вдоль поверхности зеркала при любых раскладах, в то время как разность импульсов - направлена перпендикулярно его поверхности. Пикрелейтед.
>Только смотри не Только смотри не повреди зеркало, хотел сказать. А то 70-ваттный лазер вот тут - в гравировке используется: https://youtu.be/VDDYJUIBl6Q?t=59s И искры вылетают из металла только так...
>Тут ты смешиваешь крупную механику и квантовую, такая модель не имеет смысла. А что не так конкретно? >Собственно, а к чему разговор о парусе? К тому, что там отражатель. >У меня был некоторый опыт в их расчёте. Если есть вопрос - задай. Даже если рассмотреть фотонный газ, как газ обладающий давлением - является ли это давление макроскопическим?
>>408217 >П.Н. Лебедев Да, я знаю, но опыт Лебедева уже рассматривался в EM-Drive-треде, и ИМХО, там радиометрический эффект, а не давление световое макроскопическое при отражении фотонов.
>чтобы основы физики ниспровергать, стоило-бы тебе разобраться Законы физики универсальны и постоянны в этой Вселенной, но описание их порой бывает в корне неверным. Всё это надо перепроверять внимательно опытами для развития фундаментальной науки и построения моделей на корректных основополагающих принципах, удовлетворяющих критерию Поппера.
>>408060 >https://ru.wikipedia.org/wiki/IKAROS Видел. Там солнечные батареи, а не отражатель. >As of August 2013, IKAROS was continuing to gain speed. >At that time, it had gained approximately 400 m/s of velocity from its solar sail. Запущен IKAROS был в 2010, т. е. за 3 года набрал скорость 400 м/с. 3 года - это около 9,461⋅107 секунд. Если посчитать ускорение по формуле a = (v-v0)/t, при v0 = 0, v = 400 м/с; Получается 400 [м/с] / 9,461⋅107 [с] = 4.22788289⋅10-9 м/с2; т. е. среднее постоянное ускорение всего 4 нм/с2, и это с учётом наличия, помимо фотонов, массивных частиц как носителей импульса в солнечном ветре.
>мимо тот анон у которого позавчера м2 11 и 26 вышло, т.е. Ровно в 4 раза меньше. >Не факт что верно, 44 и 105 хоть и говняно выглядят, но не невозможно. >>408060 вот твой пост, там кстати у тебя реквестировали рассчёт, и здесь тоже оставить можешь, интересно.
>покури эффект Ярковского Тоже интересная шняга. Но тут больше на фотонный двигатель смахивает, чем на световое давление. Поскольку нагревшийся астероид излучает в ИК-диапазоне, и эти ИК-фотоны уносят из него импульс, как-бы ускоряя его.
Алсо, добавлю сюда ещё эффект Казимира. Там вообще походу стоячие волны света между пластинами, и макроскопическое давление вакуума извне, лол.
>>408223 >там кстати у тебя реквестировали рассчёт Расчет схож с тем что тут в итоге выложили (нашел зависимость угла от параметра бета и прямиком посчитал М2), просто я спросонья 4 проебал когда от диаметров к радиусам переходил. После спокойных пяти минут вышел 44-106 результат.
>>408224 Давай-ка ты лучше сюда годноту тащи, с пруфами — дабы я её опроверг конструктивно, мифолог житрожопый.
Когда аноним выложит опыт с лазером в зеркале - всё будет понятно с твоими импульсами, и не задавит тебя фотон давлением световым, отражаясь когерентно прямо тебе за щеку.
Ты походу с этими импульсами так же проебался как и с этими своими диаметрами ебучими, лол.
>>408230 Если бы свет осуществлял макроскопическое давление, и если бы это давление приводило к резке металла, то при лазерной гравировке зеркала, в первую очередь гравировался бы отражающий серебрянный слой, а не прозрачная стеклянная поверхность, ну или гравировка отражающей поверхности была бы интенсивнее гравировки поверхности стекла: https://www.youtube.com/watch?v=PBlGahNYDSY
Зеркала изготовляют из термически полированного стекла толщиной 4—7,6 мм (ГОСТ 7132—78). Для некоторых зеркал по ГОСТ 111—78 допускается применение оконного стекла первого сорта толщиной 4—6 мм.
Толщина серебряного слоя для всех зеркал должна быть не менее 0,15 мкм, для алюминиевого покрытия — не менее 0,12 мкм; толщина защитного медного слоя на отражающем покрытии должна быть не менее 0,1 мкм, а защитного лакового или эмалевого покрытия — не менее 40 мкм.
Защитные покрытия не должны отслаиваться от отражающего слоя при нормальной эксплуатации зеркала. Коэффициент отражения света от зеркал с серебряным слоем задают в пределах 0,87—0,9, с алюминиевым слоем — 0,77—0,8, с хромовым — 0,35.
На видео, в первом случае, гравируется темная эмалевая поверхность, где краска. Сначала, лазер наносит рисунок, прожигая отражающий слой, после чего рисунок, в результате преломления, переносится и на стекло, испаряя уже поверхность стекла.
Во втором случае, с середины видео, рисунок наносится на поверхность стекла, при этом, на самом зеркале видно его отражение. Но на самом же зеркале рисунок хоть и не очень чётко видно, но все же видно сзади. Это говорит о том, что часть краски эмали сзади зеркала всё-таки нагревается и испаряется, в результате поглощения фотонов, по причине того, что коэффициент отражения не равен 100%.
В идеале, в эксперименте лазера с зеркалом, стоило бы использовать несколько слоёв отражающего материала, или очень тонкое стекло покрывающее очень тонкую серебрянную отражающую поверхность зеркала, или же несколько слоёв подобной поверхности и очень толстое стекло сзади, вместо эмалевого покрытия, чтобы фотоны, которые проходят сквозь это зеркало, по причине величины коэффициента отражения менее 100% - не гравировали серебрянную поверхность, но позволяли оценить величину светового давления на неё. Вместо этого фотоны могут проходи сквозь это толстое стекло - на какую-нибудь темную поверхность, испаряя её например. Отражённые фотоны - пускай попадают на подобную толстую тёмную поверхность, а затем сравнить глубину гравировки.
Или не, можно было бы вообще нанести слой отражающего материала прямо на тонкое стекло, которое служило бы каркасом для жесткости, не наносить эмалевое покрытие, окунуть эту конструкцию в воду, и засветить лазером туда, а отражённые лучи направить когерентно - на темную поверхность эмали, например.
Если, при отражении, передаётся больший импульс и есть световое давление, и если это световое давление таки-давит больше, а не нагревает импульсами своими, то на отражающей поверхности в воде отчётливо было бы видно - некое подобие Шрифта Брайля. Пикрелейтед.
Во, анончик родной ты как манна небесная. Помоги гуманитарию и криворукому кулибину.
Есть лазерный диод 830 нм 300 мВ в корпусе то 56. Необходимо с помощью передвижения линзы/линз сфокусировать лазерный луч в точку и расфокусировать в круг допустим 1м на расстоянии 40 метров. Круг с четким контуром и ровномерной засветкой внутри.
Точка - выпуклая линза, на фокусном расстоянии. Под любым углом точка от параллельного распространения лучей излучения лазера будет на фокальной плоскости. Пик2.
Круг - круглая вогнутая линза. Рассеивает равномерно. Пик3.
Для четкого контура - можешь поставить светофильтр.
>>408417 >Круг с четким контуром и ровномерной засветкой внутри ты лазером и линзами не получишь, как очелло не рви. На буржуйском такой профиль называется top-hat и хуй ты его просто так насветишь даже в какой-то одной плоскости. Расширяй инструментарий.
>New Diffractive Beam Shaping Concept ! based on Fourier methods. Бля, не описание а магия.
>>408423 Да, конечно миливатт. Просто на алишке в этом диапазоне не продается слабых лазеров. Естественно, не собираюсь использовать его на полную мощность.
>>408467 >Нарисовал картинку. Правильно ли я тебя понял? >Причем чтобы менять форму луча мне нужно двигать вогнутую линзу? Глянь пик1. И двухлинзовый телескоп ещё. Можно и две выпуклые заюзать. Пик2. Первая линза, которая на пик2 - это пик3.
>Да, конечно миливатт. >Просто на алишке в этом диапазоне не продается слабых лазеров. Не нашёл там 300 мВт-ных диодов, и нафига тебе именно ИК? Пердачелло печь кому-то незаметно?
>И про светофильтр поподробней пожалуйста. и где такое чудо можно раздобыть? Да пик4 - они обычно для фотиков, и они как правило поляризационные, но я имел в виду светофильтр со стеклом какого-нибудь переменного состава, ну чтобы равномерно излучение это по кругу твоему распределилось. Но если двигать линзы, и если расстояние до экрана, куда падает свет изменяется - это теряет смысл.
В общем, все кто тут отписал одновременно и правы, и не правы. У меня на руках 2 решения, выложу позже. Оба дают один результат, но разным путями. Кто скажет в каком из них ошибка, тот молодец
ОПтики и поехавшей задачи трендOP28/03/17 Втр 19:59:51#49№408570
>В общем, все кто тут отписал одновременно и правы, >и не правы. У меня на руках 2 решения, выложу позже. >Оба дают один результат, но разным путями. Кто скажет >в каком из них ошибка, тот молодец
И ещё там угловая расходимость исправлена. В оригинале она не домножена на 2. Ну то есть в дефолтной формуле используется половина угла. А для задачи требуется весь угол. Поэтому в итоге ответ вдвое больше. Ещё проблема была расшифровке задачи. Оказалось нигде не требуется дожножать на 10-6 или 10-3
>>408570 В первом листочке, когда переходишь от w к D, должна быть не двойка вверху справа, а четверка (при стандартных обозначениях). Формулка во втором листочке с пи вверху - или бред или w там не w и theta там не theta. Если это тебе препод такую формулку для BPP подсказал - шли его нахуй.
Выглядит абсолютно нерешаемой, при тех условиях, что в ней даны, дифракционная расходимость Гауссовского пучка выходит 0.68, что импосибуру. В общем, если у кого есть какие идеи на этот счет, милости прошу.
Пик 1 - она сама, пик 2 -страница с необходимыми для расчета формулами (не факт что этого достаточно)