Устройство для измерения энергии излучения

 

.- . ..э 1-! -:, P7!! - -r

7 ;;.!, t4 ;-ю„-. с,...,, т .--«- !. С::!

Союз Советских

Социалистических

Республик

)767568

Ф с. (61) Дополнительное к авт . свйд-ву (22) Заявлено 0 33778 (2) ) 2 6 36461/18-10 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет

Опубликовано 3009.80. Бюллетень Ио 36

Дата опубликования описания 3009.80 (51) м. кл.з

G 01 К 17/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

1 (53) УДК 636.53 (088. 8) (72) Авторы изобретения

К.П. Аверьянов, Е.С. Рапопорт, Ш.А, Темирбулатов и Ю.И. Шатров (7 1 ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ

ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения энергии импуль сных лазеров видимого и инфракрасного диапазона при длительности им- пульса излучения от единиц наносекуйд до сотен миллисекунд, Известны калориметрические измерители энергии с приемными элемен-- тами, обладающими объемным поглощением, например с жидкостными поглотителями (1), Такие измерители состоят из приемника излучения, содержащего расположенные в корпусе приемный 15 элемент, датчик температуры приемного элемента, теплобтвод и регистрирующего устройства, Однако жидкостные калориметры селективны, сложны и обладают сравни- 2О тельно большими габаритами, вследствие чего их невозможно монтировать в матрицы, когда требуется измерить распределение энергии по сечению пучка излучения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения энергии излучения лазеров, содержащее приемник излуче- ЗО ния, приемный элемент которого выполнен иэ нейтрального стекла в форме диска толщйной 2 мм. Стекло припаяно с помощью индиевого припоя к круглой медной подложке (2), В качестве датчика температуры применена четырехспайная термобатарея, горячие концй которой находятся в контакте с подложкой, а холод- . ные — с теплоотводом", соедттйеннйм с теплоизолирующим корпусом. Сигнал с термобатареи поступает на регистратор, в качестве которого использован баллистический гальванометр.

В этом устройстве для предотвра" щения повреждения подложки при работе на верхнем пределе измерений приемный элемент должен поглотить всю прошедшую внутрь Мего энергию и поэтому он имеет значительную толщину, а значит и теплоемкость.

Вместе с тем, большая часть энергии излучения, прошедшей Внутрь.прибмного элемента, поглощается его внешним слоем толщиной 0,5-0,8 мм, тогда как остальной больший объем приемного элемента поглощает меньшую часть энергии излучения.

Такая конструкция приемного элемента снижает чувствительность

767568 устройства при фиксированном верхнем пределе измерений, Цель изобретения - увеличение чувствительности, устройства при сохранении верхнего предела измерений, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из приемника излучения, содержащего расположенные в корпусе стеклянный

- П1 йемный элемент,. размещенный на теплопроводной подложке, датчик температуры приемного элемента, теп-, лоотвод, и регистратора, приемныйэлежнт снабжен зеркальным покрытием со стороны подложки.

На чертеже схематично показано предлагаемое устройство. Устройство содержит приемный элемент 1, зеркальное покрытие 2, медную подложку 3, термобатарею 4, теплоотвод 5, теплоизолирующий корпус 6 и регистра-. тор 7.

Эеркальное покрытие 2 приемного элемента 1 может быть выполнено, нанример, иэ алюминия или серебра, Приемный элемент соединен при помощи .пайки или теплопроводного клея с медной подложкой 3, к которой приклеены горячие спаи термобатареи 4.

Термобатарея 4 в качестве датчика температуры йриеького элемента имеет

500-800 спаев, равномерно распреде ленных по поверхности подложки 3.

Холодные спаи термобатареи 4 при" "клеены к теплоотводу 5, изготовленному, например, из меди, и имеющему на задней поверхности ребра для более быстрого остывания. Указанные элементы, заключенные в теплоизолирующий корпус 6, образуют приемник йзЩ%ения; "

Устройство работает следующим образом. ИСследуемое излучение, попадая на приемный элемент 1, частично поглощается в нем, нагревая его.

При этом часть излучения, прошедшая сквозь приемный элемент, отражается зеркальным покрытием 2, дополнительно нагревая приемный элемент. Далее тепло- распространяется по выравнивающей температуру медной подложке 3, нагревая горячие спаи термобатареи 4. Массивный теплоотвод 5 поддержйвает на неизменном уровне температуру холоднйх спаев термобатареи 4, В результате возникшей" разности температуры спаев д на концах термобатареи возникает разность потенциалов bU=- 8 >< измеряемая

Регистратором 7 (E, - коэффициент термо ЭДС термобатареи 4) . По величине LU, измеряется энергия отдельного импульса излучения.

Введение зеркального покрытия позволяет предохранить материал, сое" диняющий подложку со стеклом, и са-.. му подложку от разрушения при работе на верхнем пределе измерений, 5 причем в зависимости от лучевой стойкости стекла и зеркального покрытия, толщина стеклянного приемного элемента расчитывается по формуле = и/к„, где N - отнощение лучевой стойкости стекла к лучевой стойкости зеркального покрытия у

15 lC@ - показатель поглощения стекла, 1/ми..

Приведенная формула непосредствен но следует из известной зависимощ сти, связывающей коэффициент про" пускания, показатель поглощения K> и толщину 1 стекла

Ф"-10 Х" (2)

25 полагая (3)

Толщина приемного стеклянного элемента может быть значительно уменьшена по сравнению с прототипом, 3О что и дает выигрыш в чувствительности в 3-6 раз при сохранении верх. него предела измерений.

Применение предложенного устройства устранит необходимость разработки ряда калориметров, имеющих близкие диапазоны измеряемых энергий; расширит сферу применения калориметров со стеклянными элементами, что дает экономию в народном хозяйстве.

Формула изобретения

Устройство для измерения энергии

45 излучения, состоящее из приемника излучения, содержащего расположенными в корпусе стеклянный приемный элемент, размещенный на теплопроводной подложке, датчик температуры прием50 ного элемента, теплоотвод, и регистратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности устройства, приемный элемент снабжен зеркальным покрытием

55 со стороны подложки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Валитов Р.A. и др, Измерение характеристик оптических квантовых генераторов, М,, 1969, с. 51, 2, Патент Clr9, 9 3575048, кл. G 01 К 17/00, опублик.l3.04,71

767568

Составитель В, Голубев

Редактор Т. Рыбалов Техред А.Щепанская корректор ю, Макаренко

Заказ 7181/37 Тираж 713 Подписи.ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгсрод, ул. Проектная, 4