Приемник интенсивного излучения Советский патент 1991 года по МПК G01J5/26 

Изобретение относится к измерительной, технике, в частности к приборам для измерения характеристик интенсивного лазерного излучения.

Цель изобретения - повышение эффективности измерений за счет расширения ди- апазона измеряемых мощностей и повышения быстродействия.

На фиг.1 показано выполнение разделенного электрода на чувствительном элементе приемника интенсивного излучения для случая (Z)-cpe3a; на фиг.2 - выполнение сплошного электрода на чувствительном элементе приемника для случая Z-среза; на фиг.З представлена схема подключения чувствительного элемента приемника интенсивного излучения к дифференциальному согласующему каскаду: на фиг.4 - схема подключения чувствительного элемента приемника интенсивного излучения к согласующему каскаду.

Приемник работает следующим образом.

Поток излучения попадает в центральную область, свободную от электродов, поверхности чувствительного элемента. прозрачного в данной области спектра, и в ызывает в нем неоднородный осесиммет- ричный нагрев и связанные с ним механические напряжения tfik и деформации Uik. Третичный пироэффект, вызываемый этими напряжениями, приводит к появлению поляризации в объеме образца, направленной вдоль оси симметрии. При этом в различных частях чувствительного элемента вектор поляризации имеет противоположное направление. Количество областей с противоположным знаком поляризации и их форма зависят от симметрии используемого пьезоэлектрика.

Анализ неполярных пьезоэлектрических классов на наличие третичногл лмооэф4iV4

CJ Ji Ю

факта приводит к следующему результату. В пьезоэлектриках существует продольная компонента поляризации, oбvcлaвливaю- щая распределение электрического потенциала V на основание цилиндра (диска).

Для пьезоэлектрика, имеющего форму цилиндра (диска) V(r, )tfrr{r) -ф(г) }cos р sin и .(1)

гдейгг ( г ) и (;( г )-диагональные компоненты; тензйра механических налрйжений в цилмн- дрйчёской системе координат (г, (),

Из (1) следует, что в каждом мз четырех квадратов потенциалы и, следовательно, напряжения одного знака w что в соседних квадрантах знакм потенциалов протмвопо- ложные. 8 связи с этии полный потенциал на основании цилиндра равен нулю, и для организации приемника излучения приданном способе облучения необходимо, чтобы электроды покрывали части поверхности с потенциалами знака.

Анализ вьфажения (1) применительно к каждому классу материалов приводит к следующему результату. Отличный от нуля третичный пироэффект наблюдается только в определенных классах и в определенных срезах кристаллов, Это, во-первых, все три среза кристаллов, прина,длежащих к кристаллографическим классам 43т, 23, 42т, 222, во-вторых, X и Y - срезы классов 4, б, 422, 622, в-третьих, Х-сре з. класса 2 м, з-чет- вертых, Z-срез класса 4. Следовательно, только эти срезы являются пригодными для построения приемника излучен ад, работаю- щего на продольном третичном пмрозлект- рическом эффекте. Так как сигналь, снимаемые с электродов 1 и 2, противоположного знака, чем сигнглы, снимаемые с электродов 3 и 4, то для полученЕ/гя обидего сигнала со своего приемника необходимо сложить по модулю сигналы, снимаемые с электродов 1-4. Эта операция может быть реализована с помощью различных Ti/snoe согласующих каскадов. Сигнальные элект- роды чувствительного элемента подключены к дифференциальному каскаду 5 (см. фиг.З), а сплошной электрод б подключается к общему входу каскада, причем раздельные электроды попарно подключают к ин- вертирующему и неинвертирующему

входам согласующего каскада. Возможно и другое подключение, при котором сигнальные электроды 1-4 чувствительного элемента подключены к обычному согласующему каскаду 7. (см. фиг.4). Характерной особенностью такого включения являются использование пары раздельных электродов, например электродов 2 и 4. в качестве общего (земляного) vi неиспользование сплошного злектрода (т.е. сплошной электрод 5 изолирован от соглвсующего каскада). Формула изобретения Приемник интенсивного излучения, содержащий выполненный в виде диска чувст- вительный элемент, на одну сторону которого нанесен сплошной кольцевой электрод, а на другую - конгруэнтный ему. разделенный на четыре равные части противоположный электрод, а также согласующий каскад, о т л и чающийся тем, что, с целью noBbkueHH эффективности измерений за счет расширения диапазона измеря- емых мощностей и повышения быстродействия в средней ИК-области спектра, чувствительный элемент выполнен из пьезоэлектрмка, прозрачного в средней ИК- сбласти спектра, такмрл образом, что одна из кристаллографических осей пьезоэлектри- кз, принадлежащего х кристаллографиче- CKV1M классам 43т, 23, 42т, 222; или одна из кристаллсграфических осей X и У пьезоэ- лектрика, принадлежащего к крмсталлогра- фглчесг им классам 4. б, 422, 622, или ось X льезозлектрика, пр;л адлежащ.его к кристаллографическому icnaccy 2, или ось Z пье- зозлектр лка, . принадлежащего к кристаллографическому классу 4, перпендикулярна плоскоеГ1Л диска, а направления двух осей совпадают с направлениями раздела разделенного электрода, причем противолежащие части последнего электрически соединены между собой и подключены к дифференциальному входу согласующего каскада, при этом сплошной злектрод подключен к общему входу этого же согласующего каскада, или электроды rtcдкл o шны к сигнальному и общему входам Согласующего каскада, при этом сплошной электрод электрически изолирован от согласующего каскада.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения характеристик интенсивного лазерного излучения. Цель изобретения - повышение зффективности измерений за счет расширения диапазона измеряемых мощностей и повышение быстродействия. Приемник интенсивного излучения выполнен в виде диска из пьезоэлектрического материала, на поверхности которого нанесены электроды, причем на одной стороне диска электрод выполнен в виде сплошного кольца, а на другой стороне диска конгруэнтный первому второй электрод выполнен разделенным на четыре части. Изобретение позволяет измерять более интенсивные потоки излучения при одновременном улучшении быстродействия приемника. 4 ил.

фиг.1

ffu.Z

/гЗ

-4L iklf/I br ; ; ,

.у О I Т- .

: г; л5 ; ШЩ------i/ iSyF

,..:;;:.е.;;;;-: