Устройство для измерения спектральной чувствительности приемников излучения

 

Изобретение относится к энергетической спектрофотометрии и может быть применено в качестве средства измерения спектральной чувствительности приемников излучения. Целью изобретения является повышение течности и упрощение конструкции . Излучение от монохроматического осветителя 1 проходит через фокусирующую систему 4 и далее в зависимости от положения коммутаторов 6 и 13 поступает либо на исследуемый приемник 5, либо на спектрорадиометр 9. В момент, когда излучение от осветителя 1 поступает на исследуемый приемник 5, на спектрорадиометр 9 поступает излучение от эталонного источника 8. Поворот коммутаторов 6 и 13 синхронизирован с помощью устройства 23. Повышение точности достигается за счет исключения погрешности, связанной с влиянием временной нестабильности источников излучения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 01 J 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4658197/25 (22) 02.03.89 (46) 15.06.91. Бюл. ЬЬ 22 (72) l0.Н.Долганин и С.А.Дудко (53) 6535.853 (088.8) (56) Эпштейн М.И. Измерения оптического излучения в электронике. М., 1975, с: 184.

Авторское свидетельство СССР

М 1314237, кл. G 01 J 1/ 10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СПЕКТРАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

ПРИЕМНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к энергетической спектрофотометрии и может быть применено в качестве средства измерения спектральной чувствительности приемни„„,ЖÄÄ 1656340 А1 ков излучения. Целью изобретения является повышение течности и упрощение конструкции. Излучение от монохроматическогоосветителя 1 проходит через фокусирующую систему 4 и далее в зависимости от положения коммутаторов 6 и 13 поступает либо на исследуемый приемник 5, либо на спектрорадиометр 9. В момент, когда излучение от осветителя 1 поступает на исследуемый приемник 5, на спектрорадиометр 9 поступает излучение от эталонного источника 8. Поворот коммутаторов 6 и 13 синхрониэирован с помощью устройства 23.

Повышение точности достигается за счет исключения погрешности, связанной с влиянием временной нестабильности источников излучения. 2 ил.

1656340

35 монохроматора 11 спектрорадиометра 9 до 45 выходнойдиафрагмы 8 эталонного источника 7 излучения и до плоскости, оптически

55

Изобретение относится к энергетической спектрофотометрии и может быть примеяено в качестве средства измерения спектральной чувствительности приемников излучения в широкой области спектра.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение конструкции.

На фиг.1 представлена оптическая схема устройства для измерения спектральной чувствительности приемников излучения; на фиг.2 — схема обработки измеряемых сигналов..

Устройство содержит монохроматический осветитель 1, состоящий из излучателя

2 и монохроматора 3, расположенные по ходу излучения фокусирующую оптическую систему 4, исследуемый приемник 5 излучения, оптический коммутатор 6, а также эталонный источник 7 излучения с выходной диафрагмой 8, опорный фотоприемник 9, выполненный в виде спектрорадиометра, состоящего из расположенных по ходу излучения входн(ф фокусирующей оптической системы.10, монохроматора 11 и фотоприемника 12, и коммутатор 13, обеспечивающйй последовательную оптическую связь опорного фотоприемника 9 с монохроматическим осветителем 1 и эталонным источником 7 излучения. Кроме того, на фиг,1 показаны выходная щель 14 монохроматора

3 монохроматического осветителя 1, входная щель 15 монохроматора 11 спектрорадиометра 9 и блок 16 обработки измеряемых сигналов, электрически соединенный с исследуемым приемником 5 излучения и фотоприемником 12.

Выходная диафрагма 8 эталонного источника 7, чувствительная поверхность исследуемого приемника 5 излучения, а также выходная щель 14 монохроматического осветителя 1 оптически сопряжены с входной щелью 15 монохроматора 11 спектрорадиометра 9, причем обеспечено равенство onтических.путей от входной щели 15 сопряженной с чувствительной поверхностью исследуемого приемника 5 излучения.

Блок 16 содержит последовательно соединенные усилитель 17 переменного тока, синхронный детектор 18, связанный с датчиком фазы, расположенным на коммутаторе 13. Синхрон н ы и детектор 18 последовательно соединен с первым измерителем 20-отношения и вторым измерителем 21 отношения, другой вход которого соединен через усилитель 22 с исследуемым приемником 5 излучения. Выход второго из5

10 5

25 мерителя 21 отношения является выходом блока 16 обработки сигналов.

Механически сопряженные через синхронизирующее устройство 23 зеркальные модуляторы 6 и 13 вращаются один относительно другого с постоя ннрй разностью фаз, равной 180 .

Устройство работает следующим образом, В первый полупериод работы коммутаторов 6 и 13, сдвиг фаз между которыми составляет 180, излучение от эталонного излучателя 7 с помощью фокусирующей оптической системы 10 поступает во входную щель 15 монохроматора 11 спектрорадиометра 9, настроенного на длину волны 4, Фокусирующая система 10 создает изображение диафрагмы.8 на щели 15, Одновременно излучение монохроматического осветителя 1, настроенного также на длину волны Яо . с помощью фокусирующей оптической системы 4 и зеркала 6 поступает на исследуемый приемник 5 излучения, причем фокусирующая система 4 строит изображение выходной щели 14 на чувствительной поверхности исследуемого приемника 5 излучения.

Таким образом, в течение первого.полупериода работы коммутаторов 6, 13 осуществляются измерения двух сигналов: сигнала! (о) фотоприемника 12 спектрорадиометра 9 от эталонного источника 7 излучения; сигнала i" (i4 ) исследуемого приемника от монохроматического осветителя 1, которые поступают в блок 16 обработки измеряемых сигналов.

Во второй полупериод работы коммутаторов 6, 13 излучение от монохроматического осветителя 1, настроенного на ту же длину волны Яо, с помощью двух последова- . тельно работающих фокусирующих оптиче-, ских систем 4 и 10, а также зеркала модулятора 13 поступает во входную щель

15 монохроматора 11 спектрорадиометра 9, причем обе оптические системы 4 и 10 строят изображение выходной щели 14 монохро- . матического осветителя 1 на входной щели

15 монохроматора 11 спектрорадиометра 9.

При этом измеряемый сигнал i"(3о ) спектрорадиометра 9 также поступает в блок 16 обработки измеряемых сигналов.

Спектральная чувствительность исследуемого приемника 5 излучения может быть определена из соотношений;

1 4, Мц

ЕЪ(Д) (Жд (,4) Ю(Я)жг-х

1656340 тл, (Π— 13 } тД 8 — 13 (2) или из уравнений (1) и (2) имеем:

iпр (Л) i (Я >)р1з (Ло) ЛЛз гЯ, (8 — 13) !

"у.) а ж(л.)ел (л.д1,хл.(о-1з) (3)

) л(л.) где Е (Ло) — спектральная плотность облученности в точке 0 от монохроматического осветителя 1 (фиг.1);

Е (4>) — спектральная плотность облученности в плоскости диафрагмы 8 эталонного источника 7, определяемая в пределах телесного угла в, образованного конической поверхностью, основанием которой служит сферическое зеркало фокусирующей оптической системы 10;

R g (А>) — спектральная плотность излучения эталонного источника 7 излучения; р1з (ilo), рб {L) — спектральные коэффициенты отражения коммутаторов 13 и 6; т) (8 — 13), s+ (0 — 13) — спектральные коэффициенты пропускания атмосферы на отрезках оптических путей диафрагма 8 — модулятор 13 и точка 0 — модулятор 13;

ЛЛ> i, ЛЛз — выделяемый спектральный интервал для монохроматоров 11 и 3.

Учитывая идентичность технологии изготовления коммутаторов 6 и 13, а также равенство оптических путей 8-13 и 0-13, можно записать, что: р6 po) =!о!з {Л);

t+ (8 — 13) = тЬ (Π— 13), и тогда пр()

i" (л,} йл(лo)в лл!!

Сигналы !"(4) и i (Л ) фотоприемника

12 спектрорадиометра 9, находящиеся в противофазе, предварительно усиленные усилителем 17 переменного тока (фиг.2), подаются на измерительный вход синхронного детектора 18. В качестве опорных используются сигналы, синфазные с измеряемыми, поступающие от датчика 19 фазы, расположенного на коммутаторе 13.

С выхода синхронного детектора отфильтрованные сигналы !"(4, ) и (Л ) подаются на соответствующие входы измерителя 20 отношения, где происходит их деление (- — — - = К). Сигнал, пропорциональный

i (Q} результату деления (К), подается на вход второго црмерителя 21 отношений, на друi" (Q) 10

45

40 гой вход. которого одновременно поступает усиленный в усилителе 22 сигнал i" (g) исследуемого приемника 5 излучения. В результате фиксируется измеряемая величина, пропорциональная

В итоге спектральная чувствительность градуируемого приемника излучения на длине волны Ло определяется выражением

Повышение точности измерений достигается за счет исключения погрешности, связанной с влиянием временной нестабильности источников излучения, путем осуществления одновременности измерения сигналов от обоих излучателей (эталонного источника и излучателя монохроматического осветителя) за счет использования противофазных зеркальных коммутаторов, Формула изобретения

Устройство для измерения спектральной чувствительности приемников излучения, содержащее оптически связанные монохроматический осветитель, снабженный выходной щелью, фокусирующую оптическую систему, исследуемый приемник излучения, оптический коммутатор, опорный фотоприемник, выполненный в виде спектрорадиометра, состоящего из размещенных по ходу излучения входной фокусирующей системы, монохроматора с входной щелью и фотоприемника, а также эталонный источник излучения с выходной диафрагмой, оптически связанный с опорным фотоприемником, отлича ющееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, оно дополнительно содержит синхрониэирующее устройство и дополнительный оптический коммутатор, размещенный по ходу излучения между фокусирующей оптической системой и исследуемым приемником излучения, оптический коммутатор и дополнительный оптический коммутатор выполнены в виде зеркальных дисковых модуляторов, кинематически сопряженных через синхронизирукуцее устройство, при этом оптические пути от выходной диафрагмы эталонного источника излучения до входной щели монохро. матора спектрорадиометра и от изображения выходной щели монохроматического осветителя, даваемого фокусирующей оптической системой, до входной щели монохроматора спектрорадиометра равны.

1656340 фиг2

Составитель С. Иванов

Редактор M. Келемеш ТехредМ.Моргентал Корректор И.Муска

Заказ 2045 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Устройство для измерения спектральной чувствительности приемников излучения Устройство для измерения спектральной чувствительности приемников излучения Устройство для измерения спектральной чувствительности приемников излучения Устройство для измерения спектральной чувствительности приемников излучения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетической спек рофотометрии и может быть применено в качестве средства измерения спектральной чувствительности приемников излучения

Изобретение относится к области метрологии и фотометрии

Изобретение относится к фотометрии астрономических объектов и позволяет проводить электрофотометрические измерения с повышенной точностью и надежностью, что достигйется при помощи встроенной системы калиброки чувствительности фотоприемника

Изобретение относится к области спектрофотометрии и может быть применено для измерений спектрального коэффициента яркости конструктивных и оптических материалов, а также для аттестации стандартных образцов по спектральному коэффициенту яркости и спектральному коэффициенту диффузии отражения в инфракрасной области

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и предназначено для измерения яркостных характеристик ветровых волн

Изобретение относится к фотометрии жидких сред и может использоваться в химической, нефтеперерабатываю щей , пищевой и др

Изобретение относится к области энерг-етической спектрофотометрии и может быть применено в качестве исходного средства для метрологической аттестации первичных преобразователей и измерителей потока излучения и энергетической освещенности

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для сравнения интенсивностей световых потоков

Фотометр // 1226073
Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано для анализа нерассеивающих оптически однородных веществ

Изобретение относится к измерительной технике в части создания эталонных устройств для передачи размера единицы средней мощности оптического излучения, поверки и калибровки средств измерений средней мощности оптического излучения, оптических аттенюаторов и источников оптического излучения в волонно-оптических системах передачи (ВОСП) и может быть использовано в ранге рабочего эталона средней мощности в ВОСП в рамках "Государственной поверочной схемы для средств измерений средней мощности оптического излучения в ВОСП" - МИ 2558-99

Изобретение относится к области измерений характеристик светорассеяния объектов

Изобретение относится к области измерений характеристик светорассеяния оптико-электронных приборов (ОЭП) и может быть использовано в технике экспериментального измерения индикатрисы отражения, пеленгационной характеристики и эффективной площади рассеяния ОЭП в лабораторных условиях

Изобретение относится к области измерения оптических характеристик объектов, более конкретно к области измерений яркостных характеристик объектов в лабораторных и натурных условиях

Изобретение относится к области космических технологий, в частности к способам полетной калибровки спутниковых сенсоров оптического диапазона в абсолютных энергетических единицах, и может быть использовано для калибровки спутниковых сенсоров высокого пространственного разрешения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в фотометрии в качестве средства измерений световой экспозиции, создаваемой источниками оптического излучения

Изобретение относится к инфракрасной технике и может быть использовано для обнаружения слабых сигналов инфракрасного излучения. Способ заключается в последовательной фиксации поступающего инфракрасного излучения и его преобразовании фотоприемником в электрический сигнал с последующим его усилением и нормализацией маскирующих сигнал шумов и детектированием при возрастающем уровне амплитудной селекции полученной смеси сигнала и нормального шума. Полученные результаты усредняют, сравнивают полученную частоту превысивших заданный уровень селекции импульсов с эталонным значением и по результату сравнения принимают решение о наличии полезного сигнала на входе фотоприемника. В случае регистрации непрерывного инфракрасного излучения поступающее на фотоприемник излучение модулируют с последующим синхронным с частотой модуляции детектированием смеси промодулированного сигнала и шума. Изобретение позволяет повысить чувствительность обнаружения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Наверх