Устройство для измерения колебательных температур Советский патент 1984 года по МПК G01N21/01 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения колебательных температур с помощью лазеров в ИК-области спектра.

Известно устройство для измерения колебатальных температур, состоящее из источника сплошного спектра, газоразрядной трубки, опто-акустического приемника, вращающе-. гося диска с фильтрами, синхрО1Шзированного IOTopa, отражающих зеркал, диафрагм и щелей, формир тощих излучение, а также системы регистрации 1 .

Недостатками данного устройства являются конструктивная сложность, недостаточная точность измерений (не более 10%), ограниченньш диапазон примененля и длительное время проведения измерений, составляющее несколько секунд.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для изме рения колебательных температур, содержащее резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическим окном кюветы с активной средой и дифракционной решеткой, причем оптическое окно установлено под углом Брюстера к опти ческой оси резонатора, и размещенную внутрирезонатора нагреваемую кювету 2.

Определение колебательных температур с помощью известного устройства, в частности колебательной температуры ассиметричной

моды молекулы С02-Т,, осуществляется следующим образом.

Вначале проводятся измерения коэффициентов усиления слабого сигнала на двух смежны пиниях различных полос секвенции 00 1 , 020 ,„ и 00°2 - , ,f, (как правило на линии Р (18) полосы 00° 1 10°0, 02°0 и Р(19) полосы 00°2 , 02° 1 . Затем из отношения измеренных значений коэффициентов усиления с помощью простого выражения вычисляется колебательная температура Тд .

-з.зао

т,

7

где КА И Kg - коэффициенты усиления

слабого сигнала на отдельных колебательно-вращательных линиях попос , 02° и {10°0, 02°0 соответственно.

Недостатками известного устройства являют ся недостаточно высокая точность измерений и значительные затраты времени на перестройку резонатора на различные длины волн. Целью изобретения является повышение .точности и сокращение времени измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения колебательных температур, содержащем резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическим окном кюветы с активной средой и дифракционной рещеткой, причем оптическое окно установлено под углом Брюстера к оптической оси резонатора, и размеще1шую внутри резонатора нагреваемую кювету, кювета с активной средой дополнительно снабжена патрубком с оптическим окном, причем оптические окна кюветы с активной средой и патрубка установлены под углом Брюстера к оси патрубка во взаимно ортогональных плоскостях, в устройстве дополнительно сформирован второй резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическими окнами кюветы с активной средой и патрубка и дополнительной дифракционной решеткой, а оптическое окно кюветы с активной средой- выполнено прозрачным для излучения первого резонатора и отражающим для излучения второго резонатора.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит выходное зеркапо 1, дифаркционные решетки 2 и 3, кювету 4 с активной средой, патрубок 5, оптическое окно 6 кюветь 4, Оптическое окно 7 патрубка 5, распаложенные под углом Брюстера и задаюш;ие взаимно ортогональные поляризации, нагреваемую кювету 8.

Устройство работает следующим образом. . При включении разряда в кювете с активной средой одновременную генерацию на двух линиях различных полос, например, Р(18) полосы 00°1 , 02°Q и Р(19) 00°2- 10 1, 1. Резонатор для полосы 00 , 02°ll q образованвыходным зеркалом 1 и дифракционной решеткой 2. Внутрь резонатора для подавления линий по- лосы O0l- 10°0, 02°0,q , имеющих большое значение коэффициентов усиления, номещается нагреваемая кювета 8. Причем дифракционная решетка 2 ориентирована в пространстве таким образом, чтобы ее штрихи были параллельны плоскости поляризадан исшучения, которая задается окнами нагреваемой кюветы 7 и окном б кюветы 4 с активной средой,

Резонатор для полосы ,

образован выходным зеркалом 1, пластинкой из Ga- As 6 и дифракционной решеткой 3, которая ориентирована в пространстве таким образом, чтобы ее штрихи были перпендикулярны штрихам решетки 2. В результате Tai- кой ориентации дифракционных решеток 2 и 3 поляризации линий Р(18) и (19) будут взаимно ортогональны.

Это дает возможность их пространственного разделения на выходе с помощью поляриза31122 30Л

торов, которые пропускают сигнал толькополучение одновременной генерации на двух

соответствующей поляризации.линиях различных полос, позволяет повысить

Таким образом, наличие двух резонаторовточно прЬсто автоматизировать весь процесс

в .предлагаемом устройстве, обеспеодвающих 5 опредеяеяия колебательных температур.

точность и экспрессность измерения и доста

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР, содержащее резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическим окном кюветы с активной средой и дифракционной решеткой, причем оптическое окно установлено под углом Брюстера к оптической оси резонатора, и размещенную в резонаторе нагревагмую кювету, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерений, кювета с активной средой дополнительно снабжена патрубком с оптическим окном, причем оптические окна кюветы с активной средой и патрубка установлены под углом Брюстера к оси патрубка во взадмноортогональных плоскостях, в устройстве дополнительно сформирован второй резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическими окнами кюветы с активной средой и патрубка и дополнительСП ной дифракционной решеткой, а оптическое окно кюветы с активной средой вьшолнено прозрачным для излучения первого резонатора и отражаюпдам для излучения второго резонатора.