Приемник лазерного излучениия

 

Использование: приемник лазерного излучения предназначен для измерения энергии импульсов оптического излучения. Сущность: приемник лазерного излучения содержит установленные последовательно в механическом контакте плоскопараллельную пластину, прозрачную для исследуемого излучения, промежуточный элемент и датчик в виде цилиндра с металлизированными основаниями, причем для увеличения чувствительности и точности измерений промежуточный элемент выполнен в виде полого цилиндра, заполненного жидкостью, поглощающей исследуемое излучение, при этом толщина пластины, высоты полого цилиндра промежуточного элемента и датчика выбраны из соотношения , где C1, C2 скорости звука в пластине, жидкости и датчике соответственно, л заданная максимальная длительность лазерного импульса, коэффициент поглощения излучения в жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к технике оптических измерений средствам измерения энергии импульсов оптического излучения. Целью изобретения является увеличение чувствительности и точности измерений. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит установленные последовательно в механическом контакте плоскопараллельную пластину 1, выполненную из материала, прозрачного для исследуемого излучения Е, промежуточный элемент 2, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного жидкостью 3, поглощающей исследуемое излучение Е, и датчик, выполненный в виде цилиндра 4 с металлизированными основаниями 5 и 6. Скрепление элементов 1, 2, 4 может быть осуществлено как склейкой, так и механическим зажимом по оси приемника. Цилиндр промежуточного элемента может быть снабжен заливочным отверстием с пробкой и дополнительным объемом для компенсации температурного расширения жидкости 3. В качестве прозрачной пластины может быть использовано стекло для видимого и близкого ИК-диапазона, селенид цинка или фтористый барий для дальнего ИК-диапазона. Цилиндр 2 промежуточного элемента может быть выполнен из металла. В приемник может быть введен акустический поглотитель, находящийся в механическом контакте со свободной поверхностью датчика. К металлизированным основаниям 5 и 6 датчика может быть подключен регистратор. Коэффициент поглощения жидкости 3 выбирают таким, чтобы на длине l2 проходило не более 510-5 энергии импульса. Устройство работает следующим образом: на входную апертуру приемника D подают импульс исследуемого излучения с энергией Е на пластину 1, излучение Е проходит через нее и попадает в жидкость 3, проходя через которую поглощается (поток Ф) практически полностью, при этом происходит нагрев жидкости 3, и, как следствие, ее объемное расширение, которое генерирует акустическую волну, которая, в свою очередь, распространяясь в жидкости 3, достигает элемента 4 и, деформируя его, генерирует на обкладках 5 и 6 напряжение, величина которого пропорциональна энергии падающего на пластину импульса излучения. При этом повышение чувствительности обеспечивается за счет более высокой эффективности термооптического преобразования в жидкостях по сравнению с твердыми телами. Объемный характер поглощения излучения (по равнению с прототипом) позволяет повысить предельные плотности энергии излучения при измерениях до 1 Дж/см2. Повышение точности приемника обеспечивается путем уменьшения влияния зонной характеристики за счет регистрации амплитуды первой полуволны электрического сигнала и увеличения чувствительности приемника более чем на порядок при сохранении его шумовых свойств. Таким образом, цель изобретения достигается за счет определенной формы промежуточного элемента, заполнения его жидкостью, поглощающей излучение, и задания толщины элементов приемника из соотношения, указанного в формуле изобретения. Авторами изготовлен экспериментальный образец устройства с размерами апертуры 40 мм. В качестве жидкости использовано индустриальное масло И-20, толщина пластины, высоты полого цилиндра и датчика составили l1 6 мм, l2 4 мм, l3 11,4 мм. При испытаниях устройства получены: чувствительность 32,3 В/Дж (в прототипе 1 В/Дж); погрешность лучше 3% (в прототипе 10%). Кроме того, отсутствие склейки улучшает технологичность конструкции. В устройстве, кроме того, может быть увеличена апертура за счет того, что зонная характеристика значительно меньше влияет на точность измерений. Устройство может быть использовано в лабораторной практике и промышленных условиях для измерения энергии импульсов лазерного излучения.

Формула изобретения

ПРИЕМНИК ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИИЯ, содержащий установленные последовательно в механическом контакте пластины, прозрачную для исследуемого излучения, промежуточный элемент и датчик, выполненный в виде цилиндра с металлизированными основаниями, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, промежуточный элемент выполнен в виде полого цилиндра, заполненного жидкостью, поглощающей исследуемое излучение, при этом толщины пластины, высота полого цилиндра промежуточного элемента и датчика связаны соотношением где c1, c2, c3 скорости звука в пластине, жидкости и датчике соответственно; л заданная максимальная длительность лазерного импульса; коэффициент поглощения излучения в жидкости; l1, l2, l3 соответственно толщина пластины, высота полого цилиндра промежуточного элемента и высота датчика.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к космической технике, конкретно к способам определения теплофиэических характеристик космического аппарата (КА), и предназначено для оценки величины изменения термооптических характеристик терморегулирующих покрытий радиаторов-излучателей систем терморегулирования в условиях космического полета

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вращающихся объектов

Изобретение относится к мультиплексным способам измерения пространственного распределения интенсивностей электромагнитного излучения

Изобретение относится к области пирометрии и может быть использовано для определения коэффициентов излучательной способности и температур тел

Изобретение относится к физике плазмы, а именно к способам измерения электронной температуры плазмы, создаваемой лазерным излучением на мишенях из проводников

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам и устройствам для определения коэффициентов излучательной способности внутренних поверхностей неоднородно нагретой полости, и может быть использовано в металлургической, химической, электронной, авиационной и других отраслях промышленности
Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению, в частности к ИК термографии (или тепловидению)

Пирометр // 2437068
Изобретение относится к технике измерения физической температуры объекта по его тепловому радиоизлучению

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано в измерительной технике, автоматике и оптической электронике

Изобретение относится к технике измерений, в частности к измерению спектральных характеристик оптического излучения, например ширины спектральной линии лазерного излучения

Изобретение относится к технической физике, в частности к методам измерения временных параметров лазерных импульсов, например, в системах контроля особо точных дальномерных систем
Наверх