Диффузный рассеиватель

 

Изобретение относится к оптике и может быть использовано в фотометрических устройствах для обеспечения диффузного отражения регистрируемого излучения, а также в качестве ослабителя оптического излучения с высокой яркостью. Цель изобретения - улучшение угловых и повышение стабильности оптических характеристик при упрощении конструкции рассеивателя. Рассеиватель состоит из плоского кремниевого основания 1, содержащего матрицу металлизированных полусфер 2, вьшолненных вогнутыми и покрытых зеркальной пленкой 3. Плоская поверхность основания зачернена слоем 4, а само основание посредством адгезионного теплопроводящего слоя 5 соединено с теплоприемником 6. Параллельный световой поток, падающий на зеркальные полусферы 2, диффузно рассеивается в щироком диапазоне углов. Выделяемое тепло в слое 4 отводится через теплопроводящий адгезионный слой 5 на металлический теплоприемник 6, что позволяет предотвратить переизлучение от рассеивателя в инфракрасной области спектра. 3 ил. сл с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

1629 А1 (5D 4 (02 В 5 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4260614/24-10 (22) 11.06.87 (46) 15.01.89. Бюл. У 2 (71) Государственный научно-исследовательский центр изучения природных ресурсов (72) Г.П.Васильев и Л.А.Пахомов (53) 535.8(088.8) (56) Патент США У 3535019, кл.350/105, опублик. 1970.

Патент США Ф 4511250,кл. 356/225, опублик. 1985. (54 ) ДИФФУЗНЫЙ РАССЕИ ВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к оптике и может быть использовано в фотометрических устройствах для обеспечения диффузного отражения регистрируемого излучения, а также в качестве ослабителя оптического излучения с высокой яркостью. Цель изобретения — улучшение угловых и повышение стабильности оптических характеристик при упрощении конструкции рассеивателя.

Рассеиватель состоит из плоского кремниевого основания 1, содержащего матрицу металлизированных полусфер 2, выполненных вогнутыми и покрытых зеркальной пленкой 3. Плоская поверхность основания зачернена слоем 4, а само основание посредством адгезионного теплопроводящего слоя 5 соединено с теплоприемником 6. Параллельный световой поток, падающий на зеркальные полусферы 2, диффузно рассеивается в широком диапазоне углов °

Выделяемое тепло в слое 4 отводится через теплопроводящий адгезионный слой 5 на металлический теплоприем" ник 6, что позволяет предотвратить переизлучение от рассеивателя в инфракрасной области спектра. 3 ил.

1451629

РассеИВатель работает следующим образом.

Параллельный световой поток, падающий на зеркальные полусферы 2, диффузно рассеивается в широком диапазоне углов. Выделяемое тепло в плоском зачерненном слое 4 рассеивателя в результате поглощения излучения отводится через теплопроводящий адгезионный слой 5 на металлический теплоприемник 6, что позволяет предотвратить разогрев поверхнос» ти и переизлучение от рассеивателя в инфракрасной области спектра. Кремний обладает высокой температуропроводностью, что способствует эффек45

Изобретение относится к оптике и может быть использовано в фотометрических устройствах для обеспечения диффузного отражения регистрируемо5

ro излучения, а также в качества ослабителя оптического излучения с высокой яркостью. Цель изобретения - улучшение угловых и повышение стабильности онтичес- 10 ких характеристик при упрощении конструкции рассеивателя.

На фиг.l представлена конструкция рассеивателя; на фиг.2 - схема его размещения в процессе рабож; на f5 фиг.3 — семейство зависимостей сигнала с фотоприемника от взаимного разворота рассеивателя и источника его подсветки.

Диффузный рассеиватель состоит 20 из плоского кремниевого основания 1, содержащего матрицу металлизированных полусфер 2, выполненных вогнутыми и покрытых зеркальной пленкой 3.

Плоская поверхность основания 1 sa-. 25 чернена чернью 4 так, что полусферы

2 оказываются как бы в прорезях зачерненного экрана., а само основание посредством адгезионного теплопрово" дящего слоя 5 соединено с теплопри- 30 емником 6.

Матрица микрополусфер 2 формируется в кремниевой пластине 1 путем химического травления с применением фотолитографии. 35

Поверхность полусфер 2 покрывается хорошо отражающей металлической пленкой 3 родня, никеля и т.п, Плоская поверхность рассеивателя зачерняется, например, путем химического 40 чернения гальванического покрытия меди или алюминия на кремнии. тивному отводу тепла. На фиг.2 представлена схема размещения рассеивателя в процессе работы (измерений).

Световой поток формируется коллиматором 7, содержащим лампу накаливания, диафрагму, механический модулятор, объектив. Модуляция светового потока позволяет упростить измерения, исключив ошибки из-эа попадания рассеянного света от посторонних источников на фотонриемник 8 ° Отраженный от рассеивателя 9 световой поток регистрируется фотоприемником

8, состоящим иэ фотообъектива, в фокусе которого установлен, например, фотодиод типа ФД155К и диафрагма с диаметром отверстия 2 мм. Переменное напряжение U с частотой F равной частоте модуляции светового потока

F = 460 Гц, усиливается селективным предусилителем 1О, к выходу которого подключен цифровой вольтметр 11 ..

Фотоприемное устройство 8 и коллиматор 7 могут независимо поворачиваться в горизонтальной плоскости о вокруг оси 0Z на угол 90 . Плоскость рассеивателя 9 фиксируется под углом (относительно вертикальной оси OZ. Отсчет углов в горизонтальной плоскости ведется к оси ОХ, проходящей через центр рассеивателя и перпендикулярной диаметру АВ. Ось

0Х нормальна плоскости рассеивателя, когда угол (1 = О . Угол oL образован осью ОХ и направлением регистрации диффузно рассеянного луча. При фиксированных углах о в процессе измерения диффузной составляющей, угол падения параллельного светового потока от коллиматора 7 изменяется в пределах от -P до +P. Диаметр полуокружности основания измерительного стенда составляет 1 м.

Пример. Изготовленный рассеиватель представляет собой матрицу диффузно рассеивающих полую>ерических углублений диаметром 350 мкм, сформированных в кремниевой пластине и металлизированных никелем. Число поЯ лусфер на единицу площади n= 2/мм

Результаты измерения. На фиг ° 3 представлено семейство зависимостей (кривые 12-17)переменного напряжения

lJ (P) на выходе фотоприемника 8 от углового положения Р коллиматора 7 и для фиксированных углов (в диапазоне 15 + q(40 . Кривая 12 - =15; з

1451 б2

13-20; 14-251 15-30; 16-35; 17-40

Измерения проводились при фиксированном угле е(, -50 . Диаметр сечения о светового потока от коллиматора 7 превышат диаметр рабочей поверхности рассеивателя 9. Таким образом, изменение площади светового пятна при изменении угла Р в проведенных измерениях на учитывалось. Как следует 10 из приведенных на фиг.3 зависимостей, диффузный рассеиватель имеет плоскую характеристику в широком диапазоне изменения углов падения светового потока по отношению к плоскости рас- 16 сеивателя при фиксированном положении фотоприемного устройства. Наиболее широкий диапазон изменения углов h P при постоянной амплитуде сигнала на выходе ФП достигается для on- 20 тимального угла Ч наклона рассеивателя, равного 30 (кривая 15, фиг.3).

Неравномерность зависимости П(3) для (30 составляет + 1,8Ж при изменении угла падения светового потока 26 .от -22 до +52 (a(74 ). Неравномерность характеристики U(p) может бь1ть

4 уменьшена путем улучшения качества изготовления рассеивателя в результате более равномерного расположения полусфер одинакового диаметра на его поверхности. Уменьшение угла еС положения фотоприемного устройства 8 незначительно укорачивает плоский учас" с ток зависимости V(P) в диапазоне отрицательных углов P ..

Формула изобретения

Диффузный рассеиватель, содержащий матрицу металлизированных полусфер, расположенных на плоском основании в прорезях зачерненного экрана, отличающийся тем, что, с целью улучшения угловых и повьппения стабильности оптических характеристик при упрощении конструкции, полусферы выполнены вогнутыми в кремниевом основании, плоская поверхность которого эачернена, причем основание соединено с дополнительно введенным теплоприемником адгеэионным теплопроводящим слоем.

1451629 о

Составитель .В.Кравченко

Редактор Л.Пчолинская Техред А.Кравчук Корректор M.Ìàêñèìèþèíåö

Заказ 7076/44 ° Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная,