СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОЛЯРИЗАЦИИ Российский патент 2002 года по МПК G01J4/00 

Изобретение относится к методам измерения параметров электромагнитного излучения.

Известен способ измерения параметров вектора Стокса для любого поляризованного пучка света, с помощью которого определяют степень поляризации. Этот способ характеризуется тем, что пучки света пропускают через четыре поляризатора, поляризационная ось которых ориентирована через 45^o, затем измеряют интенсивность излучения на выходе каждого элемента и преобразуют их согласно формуле, приведенной в [1].

Известен способ измерения поляризации излучения, в котором периодически модулируют поляризацию исследуемого излучения путем пропускания его через фотоупругий модулятор поляризации, далее излучение линейно поляризуют путем пропускания его через линейный поляризатор, поляризационная ось которого составляет угол 45^o с оптической осью модулятора, выделяют участок спектра излучения и регистрируют его интенсивность в моменты времени, соответствующие максимальным деформациям фотоупругого модулятора в каждый период модуляции, причем измерения интенсивности производят в режиме счета фотонов, отличающийся тем, что с целью сокращения времени измерения и уменьшения погрешностей, дополнительно регистрируют интенсивность излучения в момент времени, соответствующий недеформированному состоянию модулятора [2].

Недостатком известного способа является низкая точность и быстродействие измерения поляризационных характеристик.

Задачей изобретения является повышение точности и быстродействия измерения поляризационных характеристик путем применения минимального числа фотоприемников, обеспечивающих измерение параметров поляризационного эллипса электромагнитного излучения.

Для этого в известном способе измерения степени поляризации излучения, осуществляемом путем пропускания излучения через поляризатор, излучение пропускают через 3 неподвижных поляризатора, ось поляризации которых ориентирована через 45^o относительно друг друга, затем три пучка линейно-поляризованного излучения подают на трехплощадочный фотоприемник, в которых интенсивности излучения преобразовывают в электрические сигналы, усиливают и запоминают в схемах выборки и хранения, после этого электрические сигналы последовательно преобразуют в цифровой код, который подают на вход микропроцессорной системы и определяют степень поляризации.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит три неподвижных поляризатора 1, 2, 3, установленных перед соответствующими поляризационно-чувствительными фотоприемниками 4, 5, 6, соединенными через усилители 7, 8, 9 со схемами выборки и хранения 10, 11, 12, выходы которых последовательно коммутируются аналоговым ключом 13 с входом аналогово-цифрового преобразователя 14, цифровой код с которого подается на вход микропроцессорной системы 15, к выходу которой подключен дисплей 16.

Способ осуществляют следующим образом. Электромагнитное излучение поляризуют путем пропускания через три неподвижных поляризатора 1, 2, 3, оси поляризации которых ориентированы через 45^o друг относительно друга. Три пучка линейно-поляризованного излучения попадают на трехплощадочный фотоприемник 4, 5, 6. В них электромагнитное излучение преобразуют в электрические сигналы, которые усиливают с помощью усилителей 7, 8, 9 и подают на схемы выборки и хранения 10, 11, 12. Учитывая теорему Котельникова, выборка аналоговых сигналов осуществляется через интервал времени не больший, чем T₁.

где f_верх - верхняя граничная частота электрических сигналов.

В схемах выборки и хранения осуществляется запоминание амплитуд аналоговых сигналов на время не менее чем Т₂.

T₂=3T_пр,
где Т_пр - время преобразования аналогового сигнала в цифровой код.

С помощью аналогового ключа осуществляется последовательная подача аналогового сигнала на аналогово-цифровой преобразователь. С аналогово-цифрового преобразователя цифровой код аналоговых сигналов подается на микропроцессорную систему. В ней осуществляется преобразование сигналов согласно разработанному алгоритму, соответствующему математической модели:

где J₀, J₄₅, J₉₀ - интенсивность электромагнитной волны, прошедшей через поляризатор под углом 0, 45 и 90 градусов соответственно,
Р - степень поляризации.

Известно, что основной вклад в шумы электронного тракта фотоэлектрических систем вносит фотоприемник. Использование трехплощадочного, поляризационно-чувствительного фотоприемника ведет к снижению шумов за счет уменьшения числа применяемых фотоприемников и тем самым ведет к повышению точности и быстродействия измерения степени поляризации излучения.

Источники информации
1. В. А. Москалев. Теоретические основы оптико-физических исследований. Ленинград. Машиностроение, 1987 г., стр. 261.

2. Авт. св. СССР 1015264, М. кл. G 01 J 4/04, 1983 г.

Изобретение относится к методам измерения параметров электромагнитного излучения. Сущность изобретения: излучение пропускают через три неподвижных поляризатора, оси поляризации которых ориентированы через 45^o относительно друг друга, затем три пучка линейно-поляризованного излучения подают на трехплощадочный фотоприемник, в котором интенсивности излучения преобразовывают в электрические сигналы, усиливают и запоминают в схемах выборки и хранения, после этого электрические сигналы последовательно преобразуют в цифровой код, который подают на вход микропроцессорной системы и определяют степень поляризации. Техническим результатом является повышение точности и быстродействия измерения поляризационных характеристик. 1 ил.

Способ измерения степени поляризации путем пропускания излучения через три неподвижных поляризатора, отличающийся тем, что оси поляризации поляризаторов ориентированы через 45^o относительно друг друга, три пучка линейно-поляризованного излучения подают на трехплощадочный фотоприемник, в котором интенсивности излучения преобразовывают в электрические сигналы, усиливают и запоминают в схемах выборки и хранения, после этого электрические сигналы последовательно преобразуют в цифровой код, который подают на вход микропроцессорной системы и определяют степень поляризации.