Contribuții la studiul scanerelor laser cu prisme Risley pentru tomografia de coerență optică, cu aplicații în măsurătorile industriale

Abstract

Cercetarea prezentată în această teza de doctorat se concentrează pe două direcţii distincte. În prima parte, studiul multi-parametric al scan pattern-urilor laser al prismelor Risley rotative a implicat analiza independentă a fiecărui parametru al sistemului de scanare cu o pereche de prisme Risley. Prin simulări grafice şi corelaţii analitice, s-a demonstrat acurateţea metodei de studiu a scan pattern-urilor. S-a realizat o analiză a formelor şi dimensiunilor scan pattern-urilor, identificând reguli esenţiale pentru proiectarea optimă a scanerelor cu prisme Risley. Apoi s-a constatat că parametrul M al lui Marshall (raportul vitezelor unghiulare ale prismelor rotative) este cheia care determină simetriile scan pattern-urilor, în timp ce alţi parametri nu au influenţă asupra simetriei, ci a dimensiunilor acestora. O nouă noţiune, structurile de simetrie, a fost introdusă, facilitând proiectarea scanerelor cu prisme Risley prin abordarea grafică mai rapidă a metodei simetriei scan pattern-urilor. Nu în ultimul rând, s-au dezvoltat modele de scanare secundare ale prismelor Risley prin simulări grafice pentru mărirea gradului de umplere al câmpului de scanare. A doua parte a tezei a abordat tomografia de coerenţă optică / Optical Coherence Tomography (OCT), tehnică imagistică interferenţială în care scanare laser joacă un rol esenţial, pentru determinarea şi analiza rugozităţii suprafeţelor metalice. Parametrii rugozităţii au fost determinaţi cu ajutorul OCT şi analizaţi metrologic, obţinându-se rezultate care concordă în anumite limite cu parametrii cunoscuţi (determinaţi însă mecanic) ai calelor comerciale de rugozitate. În concluzie, cercetarea a evidenţiat importanţa prismelor Risley în sistemele de scanare şi a adus contribuţii în dezvoltarea şi optimizarea acestor dispozitive, precum şi în utilizarea tomografiei de coerenţă optică (OCT) cu scanare laser pentru analiza rugozităţii suprafeţelor metalice.