Способ регистрации плотности мощности ик излучения

 

ОПИСДНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сояз Советских

<>79О933

Социалистических

Реслублин

+.Л

/== (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.08.79 (21) 2807540/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.82 (51) М.Кл.з 6 01 1 1i 58

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 535.37 (088.8) (72) Авторы изобретения

T Д. Горюнова, С. А. Дворецкий, М. В. Сенашенко, Ю. П. Тимофеев и Е. Б. Шелемин (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ПЛОТНОСТИ

МОЩНОСТИ ИК ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к технике измерения и преобразования невидимого инфракрасного излучения в видимое и определению его пространственного распределения.

Известны способы регистрации плотности мощности излучения (1), основанные на последовательном во времени освещении кристаллофосфора ультрафиолетовым (УФ) излучением и регистрируемым инфракрасным излучением, и фиксации полученного распределения яркости свечения кристаллофосфора методом фотосъемки.

Недостатком известных способов является малая чувствительность регистрации

ИК излучения, особенно при измерении

ИК излучения с малой плотностью мощности даже при использовании накопления (эффекта интегрирования при фотонном тушении люминофоров на основе ZnS — Cu, Со) в основном из-за малой яркости свечения кристаллофосфора — экспоненциально убывающей во времени.

Ближайшим техническим решением является способ регистрации плотности мощности ИК излучения (2), состоящий в последовательном во времени освещении кристаллофосфора ультрафиолетовым и регистрируемым инфракрасным излучениями, и фиксации полученного распределения яркости на кристаллофосфоре.

Недостатком данного способа является малая ширина диапазона регистрируемой

5 плотности мощности ИК излучения в сторону уменьшения плотности мощности.

Цель изобретения — расширение диапазона регистрируемой плотности мощности

ИК излучения в сторону уменьшения.

Указанная цель достигается тем, что в способе регистрации плотности мощности

ИК излучения, основанном на последовательном во времени освещении кристаллофосфора на основе ZnS — Cu, Со ультрафиолетовым и регистрируемым инфракрасным излучениями, и фиксации полученного распределения яркости свечения люминофора, после освещения кристаллофосфора

ИК излучением его дополнительно освещают УФ излучением, интенсивность 1 и длительность Л1 которого выбирают таким образом, чтобы число высвобожденных электронов было больше концентрации свободных электронов Л, но значительно меньше величины светосуммы S, запасенной в люминофоре N < 1Ж с(8 (1)

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Кристаллофосфор в виде нанесенного на пленку порошка люминофора помещается на пути УФ излуча790933 где а — объемная плотность ионизации;

W — вероятность оптического высвобождения электронов из ловушек;

P — коэффициент излучательной рекомбинации;

6i — вероятность захвата электронов, Схема, поясняющая предлагаемый метод, приведена на чертеже.

Она содержит объект 1, оптическую систему 2, прозрачную в ИК диапазоне, источник 3 подсвечивающвго ИК излучения, источник 4 УФ возбуждения, экран 5 с нанесенным на него слоем люминофора на основе ZnS — Cu, Со, фиксирующее устройство 6, например фотоаппарат, и заслонку

7, непрозрачную для УФ излучения.

Данная схема работает следующим образом.

Экран 5 освещают излучением источника 4, затем перекрывают излучение заслонкой 7 и проектируют на экран ИК изображение объекта 1. Открывают заслонку 7 и производят фотографирование экрана 5 фотоаппаратом 6, Проводят регистрацию по предлагаемо. му способу на экранах, изготовленных из

<ристаллофосфора на основе ZnS — Cu, Со с концентрациями активаторов Сс„=10 г/г и Сс, = 3. 10 — г r, птпмальными к тушащему действию ИК лучей в диапазоне

0,7 (Л<1,7 мкм. При изготовлении экранов порошковый люминофор (размер зерен

10 мкм) заливают раствором органического стекла в растворителе с добавкой пластификатора.

УФ возбуждение осуществляют лампой

ПРК 4 с фильтрами УФС-6 и БС 7 (Л = 365 нм). Эту же лампу используют для дополнительного освещения кристаллофосфора после экспонирования ИК излутеля. Освещение УФ излучением вызывает возбуждение кристаллофосфора и его свечение в соответствии с законом Стокса.

Возбуждение осуществляют в течение времени, достаточного для Hàñûùåíèÿ. Затем прекращают возбуждение кристаллофосфора и освещают его исследуемым ИК излучением. По прошествии времени, достаточного для регистрации, осуществляют дополнительное освещение УФ излучением, длительность и интенсивность которого должна удовлетворять соотношению (1).

Повышение яркости свечения в момент кратковременного воздействия дополнительной УФ подсветки определяется увеличением концентрации свободных электронов за счет их оптического высвобождения с С, центров. Яркость свечения увеличивается на величину Л/, которая слагается из двух членов чения. Результаты съемки фотометрируют на микрофотометре типа ИФО-451. В качестве источника ИК излучения используют лазер ЛГ-.126 (Л = 1,15 мкм). Время первоначального возбуждения кристаллофосфора УФ излучением 2 мин. (при плотности мощности УФ излучения

5 10 5 В|!ñì ). Длительность экспонировапчя ИК излучения от 0,5 с до 30 мин., дли10 тельность дополнительной УФ засветки 1 с.

Фотографирование полученного распределении яркости на кристаллофосфоре производят одновременно с дополнительным УФ освещением.

Б5 Сравнение результатов обработки фотопленок без дополнительной УФ подсветки и с дополнительной УФ подсветкой показало следующее.

При одинаковом контрасте негативов с дополнительной УФ подсветкой выдержка при фотографировании уменьшается ог

100 до 2000 раз.

Для дальних стадий затухания свечения кристаллофосфора (при длительном воздействии регистрируемого ИК излучения малой мощности 10 " вт/см, необходимой для накопления (интегрирования), получаемый контраст (при сокращении выдержки от 100 до 2000 раз) увеличивается, Посторонние засветки влияют меньше, так как время экспозиции существенно меньше (в 100 — 2000 раз) при дополнительной УФ подсветке.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет расширить диапазон регистрируемых плотностей мощности ИК излучения в сторону уменьшения. Введение дополнительной УФ подсветки позволяет регистрировать изображение более слабых

4 полей при уменьшении влияния посторонних засветок за счет меньшей экспозиции при фоторегистрации.

Формула изобретения

45 Способ регистрации плотности мощности ИК излучения, основанный на последовательном Во времени освещении кристаллофосфора на основе ZnS — Cu, Cp ультрафиолетовым и регистрируемым ИК излучениями, и фиксации полученного распределения яркости свечения люминофора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регистрируемой плотности мощности ИК излучения в сторону уменьшения, после освещения кристаллофосфора

ИК излучением его дополнительно освещают ультрафиолетовым излучением, длительность М и интенсивность I которого выбирают таким образом, чтобы число высвобожденных электронов было больше концентрации свободных электронов N но значительно меньше величины светосуммы S, запасенной в люминофоре:

65 N— - (1М(< S.

790933

Составитель Д. Бакланов

Тскрсд И. Заболотнова 1(оррсктор И. Осиповская

Редактор Т. Морозова

Заказ 26/28 Изд. № 109 Тираж 882 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 15, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнп. Харьк. фил. пред. «Патент»

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 2551650, кл. 250, 71, опублик. 1951.

2. В. Л. Левшин и др. Применение кристаллофосфоров для регистрации электромынитных излучений. Люминесценция и нелинейная оптика. Труды ордена Ленина фи зического института им. П. Н. Лебедева

АН СССР, т. 59, 1972, <Наука», с, 64—

123 (прототип).