Позиционно чувствительный пироэлектрический приемник излучения

 

((() 44l458

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 30.03,71 (21) 1638569, 18-10 (51) М. Кл. б Olj 5/44 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.08.74. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 23.05.75

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 535.232.6,537. .227 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

О. В. Елфимов, Л. С, Кременчугский и С. К. Скляр

Институт физики АН Украинской ССР е пть

e>g йбб! рП1в (71) Заявитель (54) ПОЗИЦИОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение касается приемников излуче.ния, обладающих позиционной чувствительностью. Такие позиционно-чувствительные приемники излучения широко используются в следящих системах и бесконтактных датчиках положения.

Пироэлектрические приемники излучения с позиционной чувствительностью являются тепловыми приемниками и поэтому, в отличие от фотоэлектрических координатно-чувствительных приборов, могут быть использованы в любом спектральном интервале от крайнего ультрафиолета до дальней инфракрасной области.

Известный позиционно-чувствительный приемник, состоящий из пироактивного кристалла со сплошным облучаемым электродом и одним или несколькими точечными электродами на противоположной стороне кристалла, может быть использован только как индикатор положения.

Цель настоящего изобретения — создание позиционно-чувствительного пироэлектрического приемника излучения, обладающего линейной координатной чувствительностью в широком спектральном диапазоне.

Для этого приемник содержит четное количество чувствительных элементов, выполненных в виде симметрично расположенных в одной плоскости равных прямоугольников, встречно включенных. При этом длина стороны элемента в направлении измеряемой координаты не меньше длины стороны проецируемого на чувствительные элементы в том же направлении прямоугольного изображения.

На чертеже изображена принципиальная схема позиционно-чувствительного пироэлек трического приемника излучения.

Приемник состоит из четырех чувствитель ных элементов 1, 2 и 3, 4, симметрично рас положенных один относительно другого в одной плоскости, встречно включенных и выполненных на одном пироактивном кристалле 5.

При этом пары элементов 1, 2 и 3, 4 взаимно перпендикулярны, в результате чего возможно измерение двух координат х и у.

Чувствительные элементы содержат по два раздельных электрода, нанесенных по обе стороны плоскопараллельной пластины пироак2о тивного кристалла. Нижние противоположные электроды чувствительных элементов соединены попарно накоротко, а верхние включаются в измерительную схему. Все чувствительные элементы поляризованы в одном и том же на25 правлении, например от нижнего электрода к верхнему.

Чувствительные элементы крепятся на держателе, который помещен в пермаллоевый корпус с окном, прозрачным в исследуемой

30 области спектра.

441458

Принцип работы позиционно-чувствительного пироэлектрического приемника излучения состоит в следующем.

При симметричном проецировании относительно верхних электродов модулированного потока излучения сигналы, снимаемые со встречно включенных элементов, вычитаются, так что результирующий сигнал равен нулю.

Но при асимметричной проекции потока излучения возникнут сигналы У„и U„, пропорциональные координатам х и у центра пучка.

Если радиационный поток проецируется на площадку приемника в виде равномерно освещенного квадрата со стороной а, и центр освещенной зоны имеет координаты х и у, то сигналы, снимаемые с приемника 1 — 2 — У„и приемника 3 — 4 — Vö, будут соответственно равны:

У =2В, U 2В,„ где  — коэффициент преобразования приемника.

Таким образом, получаемые сигналы пропорциональны координатам центра освещенного квадрата (х, у) .

Основные характеристики приемника, изго10 товленного на основе монокристалла триглицинсульфата при размерах чувствительных элементов 5+03 мм, на частоте модуляции

20 гц:

Порог чувствительности, вт/гц 10 9

Постоянная времени, сек 10 — — 10 —

Коэффициент преобразования, в/вт 1000.

Предмет изобретения

Позиционно-чувствительный пироэлектрический приемник излучения, содержащий в качестве чувствительного элемента пироактивный кристалл, отл ич а ющийся тем, что, с целью получения линейной координатной чувствительности в широком спектральном интервале, приемник содержит четное количество чувствительных элементов, выполненных в виде равных симметрично расположенных в одной плоскости прямоугольников, встречно включенных, при этом длина стороны элемента в направлении измеряемой координаты не

25 меньше длины стороны проецируемого на чувствительные элементы в том же направлении прямоугольного изображения.