Устройство для регистрации поперечного распределения плотности энергии лазерного излучения Советский патент 1986 года по МПК G01J5/54 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при анализе вариаций интенсивности лазерного излучения.

Цель изобретения заключается в повышении точности, упрощении регистрации и уменьшении чувствительности к вибрациям.

На чертеже изображена оптическая схема устройства для регистрации поперечного распределения плотности энергии лазерного излучения.

Устройство содержит две плоскопаралелльные пластины 1 и 2, активный оптический элемент 3 и регистратор 4. Две одинаковые плоскопараллальные штастины расположены под углом к оси излучения и параллельно между собой. В качестве активного оптического элемента может быть использована оптическая кювета с жидкостью (ацетон, спирт, толуол и т.д.), показатель преломления которой вследствие эффекта поглощения зависит от интенсивности измеряемого лазерного излучения. В качестве регистратора могут быть использованы фотоматериал, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) или любое другое устройство, способное обеспечить запоминание интерференционной картины

Модулированное по интенсивности излучение лазера на выходе из плоскопараллельной пластины 1 за счет двойного отражения разделится на дв луча 5.1 и 6, причем интенсивность луча 6 много меньше интенсивности лча 5.1. Тогда при прохождении активного оптического элемента 3 изменение показателя преломления вследствие эффекта поглощения для луча 6 будет пренебрежимо мало.

Толщина d плоскопараллельных пластин с показателем преломпе:ния п и угол 0 между нормалью к

плоскости пластин и осью излучения выбирается так, чтобы расстояние h между лучами 5.1 и 6 в активном оптическом элементе, равное

d-sin 20

h

У п - sin.e

было много больше поперечного размера лучей. В этом случае нагрев активного оптического элемента лучом 5.1 из-за поглощения не окажет влияния на луч 6. На выходе из плоскопараллельной пластины 2 луч 5.1 за счет двойного отражения разделится на два луча 5.2 и 5.3, причем лучи 5.3 и 6 распространяются по одному пути, и разность фаз между ними будет обусловлена изменением показателя преломления вследствие эффекта поглощения луча 5.1 в активном оптическом элементе 3. Картину интерференции лучей 5.3 и 6, обусловленную наличием разности фаз между ними, записывают на регистратор 4. Интенсивности лучей 5.3 и 6- в устройстве примерно равны. Этим обеспечивается высокий контраст интерференционной картины.

В макете предлагаемого устройства в качестве активного оптического элемента использовалась кювета длиной 2 см с толуолом с добавкой красителя (показатель поглощения 0,5 см ). Расстояние между лучами 5.1 и 6 в поглощающем оптическом элементе было равно 1,5 см. При прохождении излучения одномодового He-Ne лазера (с длиной волны Л 0,6328 мкм и мощностью 10 мВт) с почти гауссовым распределением интенсивности через активный оптический элемент интерференционная кар-тина, образованная лучами 5.3 и 6, насчитывает три концентрические « темные полосы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПОПЕРЕЧНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЭНЕРГИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее активный оптический элемент, показатель преломления которого зависит от плотности энергии исслеДуемого излучения, интерферометр и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности,упрощения регистрации и уменьшения чувствительности к вибрации, интерферометр выполнен в виде двух плоскопараллельных пластин, расположенных наклонно к оси исследуемого излучения, и параллельно друг другу, причем активный оптический элемент расположен между ними. (Л 00 ел ;о ел