Измеритель энергетических и пространственных характеристик оптического излучения проходного типа Советский патент 1991 года по МПК G01J5/02 

1Язобретение относится к фотометрии и может быть использовано для измерения энергетических и пространственных характеристик направленного оптического излучения.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже схематически изображен измеритель эиергетических и пространственных характеристик оптического излучения проходного типа. Он.содержит корпус 1 с входным окном 2. и выходным окном 3, ответвите.г1ь А, две системы приемников 5 излучения, блок 6 обработки информации.

Входное 2 и выходное 3 окна выполнены прямоугольными с высотой Н и шириной h. Их геометрические центры расположены

на оптической оси измерителя. Ответвитель 4 выполнен в виде зеркально отражающего цилиндра радиуса г и установлен в корпусе 1 с возможностью вращения вокруг оси. Эта ось перпендикулярна оптической оси измерителя, пересекает ее и параллельна оси ответвителя 4. Расстояние между осью вращения и осью ответвителя 4 равно R. Это расстояние равно или больше высоты Н входного окна 2. Радиус г ответвителя А значительно меньше высоты Н.

Системы приемников 5 расположены симметрично относительно оптической оси измерителя. Обе системы приемников 5 содержат как приемники мощности, так и приемники энергии, при этом приемники энергии применяются парные, а приемники

4i 4i 00 00

со сл

мощности могут применяться м парные и одиночные. В каждой паре приемники энергии (или мощности) идентичны и расположены симметрично относительно оптической оси измерителя,

Приемники мощности выполнены в виде многоэлементных линеек преобразова- тел,е й мгновенной мощности.

Оси симметрии апертур приемников 5 параллел ьны оси ответвителя 4. Плоскост л апертур приемников 5 наклонены по отношению к оптической оси под углом/ .Длина ответвителя 4 больше длины апертуры приемника 5, которая больше ширины h входного окна 2. Приемники 5 установлены так. что оси симметрии их апертур находятся на расстоянии М вдоль оптической оси от оси вращения ответвителя 4, на расстоянии L от оптической оси. Пpиeмниkи 5 электрически связаны с блоком б обработки информаци ;/.

Измеритель работает следующим образом.

Измеряемое излучение подается в измеритель, через входное окно 2. Ответви- тель 4, вращающийся с постоянной угловой скоростью, отражает часть излучения на приемники 5 излучения. Сигналы с приемников 5 поступают в блок б обработки информации, где суммируются и подвергаются дальнейшей обработке.

При движении ответвителя 4 расстояние между ним и приемниками 5 излучения изменяется и вследствие этого изменяется доля ответвленной оптической мощности, попадающая на апертуры каждого из при- емников 5, что приводит к логреи ности измерений.

Для того, чтобы сделать эту погрешность минимальной, приемники 5 устанавливаются так, что плоскостм их апертур , наклонены к оптической оси под углом р, величина которого зависит от вида прием,. НИКОВ, определяемым из соотношения

-erctg

;. о n(/i( 29г-А stn9, (-) .B.aln 29,

А eot Л ,(-О В cos 285-0.

r ) )cos 29s

где m О для приемников энергии т О для приемников мощности, вели системы приемников содержат пары идентичных приемников энергии т парь идентичных приемников мощности; п 0; m О для приемников мощности, если системы приемников содержат пары идентичных приемников энергии и одиночные приемники мощности;- .-a; B K|.,iKi-2; C 2Ki.iKi.3:

к-;.

0,5 г cos б;. СОа 28;

( f ) -fA-r cos9i ::;rJ

-.™,

5

10 1520

25 30

35 40

45

50 55

е.

1 . .

j arctg

.J

(-I)

.

2 .. J У 7

- целая часть числа 1/2.

При таком положении одиночных приемников мощности величина их сигналов принимает одинаковое значение при положениях оси ответвителя 4 на высоте верхнего и нижнего края входного окна, а сумма сигналов парных приемников мощности или энергии принимает одинаковые значения при положениях оси ответвителя 4 на высоте верхнего и нижнего края входного окна и при положении на оптической оси измерителя.

Измеритель позволяет повысить точность измерений моа1ности, энергии и распределения плотности мощности в сечении. пучков направленного оптического излучения.

Формула изобретения

Измеритель энергетических и пространственных характеристик оптического излучения проходного типа, содержащий корпус с прямоугольными входным и выходным окнами, центры которых лежат на оптической оси измерителя, и расположенные внутри корпуса цилиндрический ответви- тель с зеркально отражающей поверхностью, установленный с возможностью вращения вокруг оси. перпендикулярной оптической ОС1/Г измерителя, пересекающей ее и параллельной оси ответвителя, и две оптически связанные с ответвителем системы приемников излучения, расположенные симметрично относительно оптической оси измерителя, так что оси симметрии их апертур параллельны оси ответвителя, и связанные с блоком обработки и регистрации, о т- л и ч а ю щ и и с я тем., что, с целью повышения точности измерений, в системы приемников излучения введены приемники энергии и приемники мощности, при этом однотипные приемники идентичны и в каждую из систем введена не более одного при- емника излучения данного типа, а плоскости апертур приемников излучения установлены по отношению к оптической оси измерителя под углом , определяемым из соотношения

С.„ (,.(, ге -А пЭгМГ в ип 29з

inrctj -- -у.. ,

ftcos Z9f и f Всм2б1-с-«№-ф) tos) где n 1, m Т для парных приемников энергии, n 1, m О для парных приемников мощности; n О, m О для одиночного приемника мощности;

А Ki - - з; В Ki - i;Ki - 2; с 2К| . i,Ki - г.

Л ЛнЦ -( У -/УД-г совв

. 1. : s +1 .

Г . г-.соев;сое 2в;

Кг

+ 1;

° с:;й-1 11Ф

«I-iГ ПЗЩЕШТГСТ Ц

л. J 2 Д

I--i 1 , ,

- целая часть числа -;

L - расстояние от оптической оси до осей симметрии апертур приемников излучения;

М - расстояние вдоль оптической оси от оси вращения ответвителя до осей симметрии апертур приемников излучения;

R - расстояние между осью ответвителя и осью его вращения;

г - радиус ответвителя, г « Н;

10

Н - высота входного окна, R « Н.

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано для измерения энер. -етических и пространственных харак- геристик направленного оптического излучения. Цель - повышение точности измерений. В измерителе, содержащем корпус с входным и выходным о.кнами и размещенные внутри корпуса цилиндрический ответвитель излучения, установленный с возможностью вращения вокруг оси. параллельной оси ответвителя, и два приемника излучения, эти приемники установлены под определенным углом к оптической оси измерителя. Этот угол определяется геометрическими параметрами ответвителя, радиусом его вращения, высотой входного окна измерителя и положением приемников излучения. Такое расположение приемников излучения позволяет свести до минимума погрешности, связанные с ответвлением оптической мощности и увеличить точность измерений.1 ил. сл с