Устройство для фотосмещения в оптическом гетеродинном спектрометре

 

l Вееоо-.:р: - )

Ntt

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ («) 436246

Союз Советских

Социалистических

Республик (6ll) Зависимое от авт. свидстсльства (22) Заявлено 03.09.71 (21) 1697039/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.07.74. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 29.10.74 (51) М. Кл. G Olj 1/36

Государственный комитет

С0ВВТВ Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 535.853(088.8) (72) Автор изобретения

В. И. Дубков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОТОСМЕЩЕНИЯ В ОПТИЧЕСКОМ

ГЕТЕРОДИННОМ СПЕКТРОМЕТРЕ

Е„-- PeF, ехр (— (х + у ) apj, Изобретение относится к приборам, служащим для спектрального анализа излучения

ОКГ и может быть применено в оптических гетеродинных спектрометрах для исследования и контроля многомодового излучения ОКГ непрерывного действия в лабораторных и заводских установках.

Известно устройство для фотосмещения в установках с оптическим гетеродинированием, состоящее из зеркала, полупрозрачной пластины, линзы, фотохромной пластины и фотоприемника.

Недостатком известного устройства является невозможность получения сигнала биений между типами колебаний, отличающихся угловыми индексами. Это устройство пригодно только для фотосмещения продольных мод.

Для обеспечения одновременного анализа сигналов биений между частотой опорного одномодового коллимированного пучка и всеми модами основного пучка без возрастания уровня квантовых шумов фотоприемника в предлагаемом устройстве перед полупрозрачной пластинкой в опорный монохроматический пучок введен фильтр с асимметричным по сечению распределением коэффициента пропуска ния.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства, включающего асимметричный фильтр 1, фокусирующую линзу 2, полупрозрачную пластинку 3, зеркало 4, фотохромную етластинку 5, ФЭУ 6.

Опорный пучок представляет собой коллимированное одномодовое лазерное излучение типа ТЕМ с амплитудой

10 где Е, — амплитуда светового поля; х, g — координаты поля; а — параметр, зависящий от длины резонатора, радиуса кривизны отражателя, расстояния от центра резонатора до рассматриваемой поверхности.

15 Основной пучок может содержать несколько мод любого типа, его спектральный состав служит предметом анализа. Линза 2 фокусирует основной пучок в плоскость фотокатода

ФЭУ, вплотную к которому установлена фото20 хромная пластинка. Фотохромная пластинка работает в режиме просветления, для чего предварительно активируется ультрафиолетовым излучением до максимального потемнения. Последующее воздействие более длинноволнового излучения приводит к увеличению коэффициента пропускания пластинки.

Фильтр 1 изготавливают с определенным распределением коэффициента пропускания

30 по сечению Т(х, у), так что в результате re436246

Предмет изобретения илитюи Q

Д с

C3 + а, Сь сэ

Составитель М. Дедловский

Редактор И. Шубина Техред Л. Богданова Корректор Е. Миронова

Заказ 2871/12 Изд. № 1753 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 теродинирования получают сигнал на разностной частоте, пропорциональный величине

1 — f j Т (х, у) Hp (ха) Нг/ (уа) >(Х exp (— (ap + a. ) (х + у )1 dxdg, где Hp Нг/ — полином Эрмита р и q степени.

При отсутствии фильтра (Т(х, у) =1), 1=0, если р или д — нечетные. Таким образом, распределение Т(х, у) должно исключать антисимметричности такого типа, какие присутствуют в распределении амплитуды любой четно-нечетной и нечетко-нечетной лазерной моды, которая практически может встретиться в излучении газового ОКГ.

Сначала опорный пучок перекрывается и фотохромная пластинка экспонируется основным пучком, поле которого на фотокатоде представляет собой совокупность .кружков

Эйри от отдельных пятен каждой моды, и просветляется в соответствующих точках. Затем открывается опорный пучок и .в течение некоторого времени, определяемого инерционностью фотохромной пластинки порядка нескольких секунд, ведется анализ спектра биений. Фотосмешение происходит только в пределах кружка Эйри. Радиус кружка Эйри должен быть таким, чтобы удовлетворялось условие эффективного смешения для поперечной моды с самыми высокими угловыми индексами.

Ортогональность антисимметричных мод основного пучка продольной моде коллимированного пучка устранена посредством асимметричного фильтра.

Фотохромная пластинка экранирует неиспользуемую часть опорного пучка, падающего

10 на фотокатод, чтобы исключить рост квантовых шумов за счет дополнительной засветки.

Предлагаемое изобретение позволяет методом оптического гетеродинирования проводить полный качественный анализ излучения ОКГ

lS и режиме продольных и поперечных мод.

Устройство для фотосмещения в оптическом

20 гетеродинном спектрометре, содержащее фокусирующую линзу, полупрозрачную пластину и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью одновременного анализа сигналов биений между частотой опорного одномо25 дового пучка и всеми модами основного пучка, в опорном пучке перед полупрозрачной пластиной по ходу пучка установлен асимметричный фильтр.