Калориметрический преобразователь энергии лазерного излучения

 

Изобретение относится к устройствам для измерения импульсной энергии оптических квантовых генераторов. Цель изобретения - повьипение чувствительности за счет локализации поглощения излучения на части внутренней поверхности приемного тела измерителя . Устройство содержит приемное тело в виде полой сферы 1 с входным отверстием 2, батарею термоприемников 3, компенсационную сферу 4. На часть внутренней поверхности сферы 1 напротив входного отверстия 2 нанесено поглощающее покрытие 5, на остальную часть - отражающее покрытие 6. Батарея термоприемников 3 расположена вдоль границы между поглощающим покрытием 5 и отражающим покрытием 6. Повышение чувствительности достигается нанесением покрытий на внутреннюю поверхность сферы и расположением батареи термоприемников. 1 ил. (Л ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1239528 А 1 (51)4 С 01 J 5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ н не ме

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3123834/24-25 (22) 26.01.84 (46) 23.06..86. Бюл. У 23 (72) Б.Л.Васин и Л.И. Шишкина (53) 535.231.6:621.362(088.8) (56) 1. Измерение энергетических параметров и характеристик лазерного излучения. /Под ред. А.Ф. Котюка, M.: Радио и связь, 1961, с. 40-52.

2. Васин Б.Л., Шишкина Л.И. Калон риметрические измерители энергии и мощности лазерного излучения КИИ и

ИКИ. /В кн.: Импульсная фотометрия, вып. 4, Л.: Машиностроение, 1975, с. 44-45. (54) КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам для измерения импульсной энергии оптических квантовых генераторов.

Цель изобретения — повышение чувствительности эа счет локализации поглощения излучения на части внутренней поверхности приемного тела измерителя. Устройство содержит приемное тело в виде полой сферы 1 с входным отверстием 2, батарею термоприемников 3, компенсационную сферу 4. На часть внутренней поверхности сферы 1 напротив входного отверстия 2 нанесено поглощающее покрытие 5, на остальную часть — отражающее покрытие 6. Батарея термоприемников 3 расположена вдоль границы между поглощающим покрытием 5 и отражающим покрытием 6. Повы- @ а шение чувствительности достигается нанесением покрытий на внутреннюю поеерхность сферы н располоненнем бата- . С н реи термоприемников. 1 ил.

1239528

Изобретение относится к устройствам для измерения импульсной энергии оптических квантовых генераторов.

Известны калориметрические преоб.разователи для измерения энергии импульсного излучения, имеющие конусные, цилиндрические, сферические и комбинированные полостные приемные элементы, у которых для реализации высокого коэффициента поглощения исследуемого .излучения берется большое отношение площади поверхности полости к площади входного отверстия, что при. водит к увеличению массы полости (13.

Недостатком данных преобразователей является низкая чувствительность, так как сигнал с термоприемников пропорционален выравненному значению темgp пературы всего приемного элемента, которая, в свою очередь, пропорциональна энергии излучения, поглощенной в приемном элементе и обратно: пропорциональна его теплоемкости.

Наиболее близким к изобретению является калориметрический преобразователь энергии лазерного излучения„ содержащий приемное тело, выполненное в виде полой сферы с входным отверстием, и батарею термоприемников, размещенных на внешней поверхности сферы. В известном устройстве исследуемое излучение, пройдя через входное отверстие, попадает на стенку сферы, частично в ней поглощается, частично отражается. Поглощенная и преобразованная в тепло энергия растекается по сфере, отраженная энергия после одного или нескольких отражений поглощается стенками сферы и растекается по ней. Батарея термоприемников, под спаями которой имеется слой термоизоляции, расположена практически в произвольном (удобном в технологическом отношении) сечении. Слой термоизоляции выбран таким, чтобы время выравнивания температуры сферы было меньше или равно времени прогрева этого слоя (2), Недостатком известного преобразователя является низкая абсолютная чувствительность устройства, так как термобатарея измеряет сигнал, пропорциональный выравненной температуре всей массы сферы. 55

Цель изобретения — повышение чувствительности излучения за счет локализации поглощения излучения.

Поставленная цель достигается тем, что в калориметрическом преобразователе энергии лазерного излучения, содержащем приемное тело, выполнен.ное в виде полой сферы с входным отверстием, и батарею термоприемников, размещенных на внешней поверхности сферы, часть внутренней поверхности сферы, расположенная напротив входно го отверстия, выполнена поглощающей, стальная часть поверхности сферы выполнена отражающей, причем термоприемники расположены вдоль границы между поглощающей и .отражающей частя-ми внутренней поверхности сферы.

На чертеже изображен калориметрический преобразователь энергии лазерного излучения, содержащий также вторуго, компенСационную сферу.

Преобразователь содержит приемное тело в виде полой сферы 1 с входным отверстием 2, батарею 3 термоприемников, вторую, компенсационную сферу 4.

На часть поверхности сферы нанесено поглощающее покрытие 5, на часть— отражающее покрытие б, Полые сферы 1 и 4 идентичны (на. сфере 4 не показаны детали конструкции),сфера 1 является рабочей, сфера

4 — компенсационной. Внутри каждой сферы напротив входного отверстия 2 на часть внутренней поверхности нане"ено поглощающее покрытие 5 с коэффициентом поглощения (1- Р,), служащее для поглощения исследуемого излучения (поглощающий участок), а на остальную часть поверхности сферы нанесено отражающее покрытие .б с высоким коэффициентом отражения Р для реалий зации более полного поглощения исследуемого излучения в поглощающем участке. Между сферами на границе части сфер с нанесенным поглощающим покрытием расположена батарея 3 термоприемников (например, многоспайная батарея термопар), служащая для измерения термо-ЭДС, пропорциональной максималь. ной разности температур нагретого поглощающего участка и компенсационной сферы.

Измеряемое излучение, пройдя через входное отверстие 2 рабочей сферы 1., попадает на поглощающее покрытие 5 и практически полностью им поглощается. Диффузно отраженная от поглощающего покрытия 5 часть излучения попадает на отражающее покрытие 6 и после одного-двух отражений снова возвращается на поглощающее покрытие

12395

Формула изобретения

Составитель Г. Плешков

Техред,И. Попович Корректор М. Шароши

Редактор Н. Тупица

Заказ 3386/40

Тираж 778 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5, где окончательно поглощается.Энергия исследуемого импульса излучения преобразуется в тепловую, прогревает стенки сферы 1 и растекается по сфере. Батарея 3 термоприемников регист- 5 рирует сигнал, пропорциональный энергии поглощенного излучения и обратно пропорциональный массе прогретого участка сферы. В последующие моменты времени тепло, пройдя границу, по которой расположена батарея 3 термо приемников, растекается по сфере, прогревая всю ее массу.

Использование изобретения позволит при той же геометрии приемного тела, 15 как у известного устройства и одинаковом когичестве термопар повысить чувствительность устройства в число раз, равное отношению полной массы сферического приемного элемента М к 20 массе поглощающего участка m.

Разработан макет калориметрического преобразователя, у которого при геометрии приемного тела (диаметр сферы 50 мм, диаметр входного отверс-25 тия 20 мм, толщина стенок сферы

0,07 мм) такой же, как у известного калориметра и равном количестве термопар, расположенных по границе части сферы с нанесенным поглощающим покры-30 ткем диаметром 12 мм, получено увели28 4 чение чувствительности от 0;4 до

30 мЗ/Дж.

В предлагаемой конструкции уменьшен также нижний предел измеряемых энергий от 2 10 (у известного) до

4 ° 10 Дж.

Технико-экономическая эффективность изобретения обусловлена повыше.нием чувствительности преобразователя при сохранении им достоинств полостного приемника полного поглощения.

Калориметрический преобразователь энергии лазерного излучения, содержащий приемное тело, выполненное в виде полой сферы с входным отверстием, и батарею термоприемников, размещенных на внешней поверхности сферы, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности за счет локализации поглощения излучения, часть внутренней поверхности сферы, расположенная напротив входного отверстия, выполнена поглощающей, остальная часть поверхности сферы выполнена отражающей, причем тер)моприемники расположены вдоль грани.,цы между поглощающей и отражающей частями внутренней поверхности. сферы.