Способ измерения коэффициента пропускания ослабителя оптического излучения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5!) 6 01 . J 1 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3425117/18-25 (22). 09.04 ° 82 (4б ) 23.11.83. Бюл. Р 43 (72) Л.Ю. Ивашкова, Н.A. Морозов и В.И. Саприцкии (53) 535,224(088.8) (56) 1. Воронков Г.Л. Ослабители оптического излучения. Л., "Машиностроение", 1980, с. 53.: .2.. Воронков Г.Л. Ослабители оптического излучения. Л., "1Лашиностроение", 1980, с. 17 (прототип).. (54 ) (57 ) СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОПУСКАНИЯ ОСЛАБИТЕЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, заключающийся в, том, что измеряют падакщий. от источника на ослабитель поток излучения и измеряют прошедший через ослабитель поток излучения, о т л ич аю ш и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения коэф, SU«A фициента пропускания ослабителя оптического излучения, перед измерени- - . ями устанавливают такую температуру

Т1 источника излучения, в качестве которого используют черное тело, при которой фиксированная длина волны находится в области Вина, измеряют паданздие потоки излучения на фиксированной и дополнительной длинах волн и А2 соответственно, причем 32 > Л. устанавливают температуру черного тела T2 r Т и измеряют падакщий поток излучения на дополнительной длине волйы II2 от черного тела и прошедший поток через осла, битель на фиксированной длине вол ны Я1 и по отношению измеренных Я потоков излучения при двух температурах Т и Т на каждой иэ указанных длин волн судят о коэффициенте пропускания ослабителя оптического излучения. !

1055972 (1)

К

55 ехр(- ) — 1 Т

P(f T ) "1 ГГ%,72Т (2) ехр(- ††)-1

90

Изобретение относится к фотометрии и может использоваться для прецизионного определения коэффициента пропускания ослабителей оптического излучения, предназначенных для эталонных спектрофотометрических и радиометрических установок.

Известен способ коэффициента пропускания ослабителя оптического излучения, содержащий операции измерения показателей преломления сред ослабителя, углов падения и преломления излучения и определения коэффициента пропускания с учетом формулы Френкеля (1 ).

Недостатком данного способа является его низкая точность, обусловленная трудностью аппаратурной реализации измерения в радиальных условиях из-за отсутствия в настоящее время измерительной аппаратуры, работающей в требуемом диапазоне измерения (102 — 10 ).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения коэффициента пропус кания ослабителя оптического излу.— чения, содержащий операции измерения падающего от источника на ослабитель потока излучения на измерения прошедшего через ослабитель потока излучечения и определения коэффициента ослабления ослабителя оптического излучения с учетом измеренных величин по закону обратных квадратов (2 ).

Известный способ прост в реализации, но позволяет проводить измерение коэффициента ослабления лишь в диапазоне 1-10, обеспечивая дос2 таточно высокую точность измерения порядка 1%.

Верхний предел диапазона измерения коэффициента ослабления известным способом ограничен тем, что одновременно со значением этого преде ла возрастает и систематическая погрешность способа, которая зависит от величины рассеянного света, поглощения в атмосфере и пороговых характеристик монохроматического приемника излучения, и при превышении преде ла значений выше М может составить л 100%, что недопустимо согласно высокотбчным способам измерения.

Целью изобретения является ðàñширение диапазона измерения коэффициента пропускания ослабителя оптического излучения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения коэффициента пропускания ослабителя оптического излучения, заключающемуся в том, что измеряют падающий от источника на ослабитель поток излучения, измеряют прошедший через ослабитель поток излучения, перед измерения ли устанавливают такую температуру Т„источника излучения, в качестве которого используют черное тело, при которой фиксированная длина волны

Д находится в области Вина, измеряt ют падающие потоки излучения на фиксированной и дополнительной длинах волн Я и 32 соответственно, причем

32 7 3„, устанавливают температуру чертбго тела Т 2 > T и измеряют падающий поток излучения на дополни10 тельной длине волны h2 от черного тела и прошедший поток через ослабитель на фиксированной длине волны

Л и по отношению измеренных потоков излучения при двух температурах Т„

15 и Т2 на каждой из указанных длин волн судят о коэффициенте пропускания ослабителя оптического излучения.

На чертеже показана принципиальная схема установки для измерения коэффициента ослабления ослабителя оптического излучения.

Установка для реализации данного способа содержит модель 1 черного тела, монохроматический приемник

2 излучения 2 и исследуемый ослабитель 3.

Способ осуществляют следующжл образомм.

Модель 1 черного тела нагревают

0 до температуры Т„ и приемником 2 измеряют поток излучения Г(В„,T„) модели черного тела при фиксйрованной длине волны М„ . Затем измеряют ,поток излучения F(Л2, Т„) при той у;же температуре модели черного тела, 35 но на большей фиксированной длине волны . Затем измеряют поток излучения F(hg Т2) на этой же длине волны, но при большей фиксированной температуре Т модели 1 чер40 ного тела. после этого вводят исследуемый ослабитель 3 в поток излучения модели 1 черного тела и измеряют ослабленный поток излучения

F(h„, Т2 ) при указанной большей температуре модели черного тела на меньшей из указанных фиксированных длин волн. По полученным данным определяют отношения и и п измеренных потоков излучения при двух фиксиро 0 ванных темпеРатуРах на каждой из указанных фиксированных длин волн с учетом формулы Планка

Г(Т ) 31T (л ехр (— -)-1

Р7з„,т Т с

1 1 где К вЂ” коэффициент ослабления на

1 длине волны Л

С2 - постоянная Планка.

В частном случае, когда измерен65 ные спектральные компоненты излуче1055972

1 c и = — ехр

Л1

ГC2 1 и =ехр (— (——

2 Л2 Т2 (31

5 (4) ьК

КЛ

Составитель Н. Стукова

Редактор П. Коссей Техред Т. Фанта Корректор Ю.Макаренко

Заказ 9288/32 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дерам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния лежат в области Вина, выражения (1 ) и (2 ) упрощаются

Из выражения () получаем равен ство

1 1 Л2

1п п (5)

Т2 Т1 С2

Подставляя полученное выражение (5 ) в выражение (3 ), получаем

Значение Кл гложно определить И для более обцего случая, когда спект- 20 ральные компоненты излучения лежат вне области Вина. В этом случае К определяется совместным решением уравнений (1 ) и (2 }.

Пример. (одна спектральная 25 компонента излучения лежит вне области Вина). Для реализации способа .может быть использована следуюцая

:аппаратура: в качестве модели 1 черного тела - модель черного тела, З0 образованная цилиндрической полостью из стеклоуглерода типа СУ2500, закрытая с одной стороны заглушкой, отношение диаметра полости к ее длине равно 30; в качестве монохроматического приемника 2 излучения,спектрометр типа СДЛ-1; в качестве исследуемого ослабителя 3 — цветное стекло типа ТС-3

Устанавливают Т1,равную 1300 К.

Яа всем исследуемом диапазоне измеряемого коэффициента ослабления достаточно выбрать три значения длин волн для Л1г: 0,25 мкм; 0,5 мкм;

1,0 глкгл, а л2 = 3 мкм. измеряют при 45

Тг и Л1 = 0,25 глкм Р(Л1,Т 1}

О, 7229х10 "2 Вт; при Т q u Л1 =0,50 мкм

F4 Л„,Т„) = 0,9279х10 +Вт; при Т и . Л1. = 1,00 мкгл Г(Л1,Т ) = 0,1858 Втр при Т„и Л2 = 3 00 мкм F(Л„, Т„) = 50

1,2560 Вт.

n = — ехр (1n п ) (v)

1 >2

1 К

Л л„ 2

Отсюда коэффициент ослабления на длине волны Л1 определяется по Формуле 2 ехр(ln n)

КЛ вЂ” ". — . (7)

1 п1 уравнение, определяющее в этом случае относительное значение ореднего квадратического отклогения коэффициента ослабления, имеет следуюций вид

Устанавливают Т, равную 2600 К.

Измеряют при Т2 и Л2 поток излучения

Р(Л2,Т ) = 9,2021 Вт.

Вводя т в поток и з луче нив модели

1 черного тела исследуемый ослабитель 3 и изглеряют ослабленный поток излучения: при Т2 и Л = 0,25 мкгл

F(л„,т2) = 0,7229х10 г Вт; при Т2 и

0,50 мкм F(Л.,Т2) = 0,9279 х х 10 Вт; при Т2и Л„= 1,00 мкм

Р(Л1,T ) = 0,1858 Вт.

Определяют значения п1 и п2. и„=

1; nZ = 7,33 °

Определяют значения КЛ1. при А„=

0„25 мкм К Л1 = 4,1 х 109; при

Л1 = 0,50 глкм Е p„= 1,55 х 10 ; при Л1= 1,00 мкгл к л = 2,54 x10. °

Таким образом, диапазон измере» ния коэффициента ослабления ослабителя оптического излучения составляет 2,54х10 — 4,1х109, что превьыает диапазон измерения из вест ного ослабителя в 10" раз, т.е. данный способ обеспечивает суцественное увеличение диапазона измерения.

Технической эффект от применения предлагаемого способа,используюцего в качестве потока оптического излуче. ния излучение модели черного тела,состоит в расширении диапазона измерения в сторону увеличения значений коэффициента ослабления ослабителя оптического излучения (от 102 до

10в).

Способ измерения коэффициента пропускания ослабителя оптического излучения Способ измерения коэффициента пропускания ослабителя оптического излучения Способ измерения коэффициента пропускания ослабителя оптического излучения 

 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области фотометрических измерений и касается устройства для измерения чувствительности и пороговой энергии фотоприемных устройств. Устройство включает в себя источник непрерывного излучения, вращающееся зеркало или призму и щель, образующих импульсный источник излучения в виде ослабителя-преобразователя и ослабителя-формирователя пучка излучения в виде коллиматора, на оптической оси которого, ближе к фокальной плоскости, находится выходное отверстие фотометрического шара. Щель импульсного источника излучения расположена перед входным отверстием фотометрического шара. Расстояние от щели до зеркала или призмы, размер щели и скорость вращения зеркала или призмы выбираются таким образом, чтобы длительность импульса излучения за щелью была бы меньше длительности импульсной характеристики исследуемого фотоприемного устройства. Технический результат заключается в расширении динамического диапазона устройства. 1 з.п. ф-лы.
Наверх