Устройство проходного типа для измерения энергетических характеристик оптического излучения Советский патент 1991 года по МПК G01J5/02 

Изобретение относится к энергетической Фотометрии и может быть использовано для измерения энергетических характеристик непрерывного и импульсно-периодического оптического излучения.

Целью изобретения является обеспечение возможности измерения импульсно-периодического излучения и повышение точности измерений.

На фиг,1 изображено устройство проходног типа для измерения энергетических характеристик оптическо- го излучения; на фиг,2 - схема устройства со стороны выходного окна, разрез; на фиг, 3 и 4 - варианты выполнения ответвителя оптического излучения.

Устройство содержит отражающую решетку 1, образованную системой прямолинейных идентичных элементов, жестко закрепленных между двумя дисками 2 и 3, Решетка 1 и диски 2 и 3 образуют ответвнтель, кпнемятичес-

сл

СП

эо 1

ки связанный через трансмиссию 4 с. приводом 5f Решетка 1, диски 2 и 3 и ответвителя расположены внутри корпуса 65 покрытым с внутренней сто- роны поглощающим -оптическое излучение покрытием. Корпус 6 имеет входное 7 и выходное 8 окна для пропускания измеряемого излучения,причем центры окон 7 и 8 расположены на оптической оси устройства.

Высота Н и ширина В окон 7 и 8 определяют размер и -положение световой яоны устройства. Границы реаль- I ного пучка излучения обозначены на фиг, 1 и 2 штриховыми линиями. Внутри решетки 1 размещена закрепленная между двумя неподвижными пластинами 9,10 система приемников И для измерения отряженного и рассеянного оп- тического излучения, которые расположены симметрично относитепыго оптической оси. Приемники излучения 11 электр шески связаны с регистратором 20 Решетка I и диски 2 и 3 имеют вьттуклуто отражающую рабочую поверхность и равноудалены друг от друга, при этом противоположные концы их расположены в двух плоскостях, перпендикулярных оси вращения ответви- теля, на одинаковом расстоянии R от этой оси. Оптическая ось перпендикулярна оси вращения ответвителя и имеет с ней общую точку. Поперечный размер решетки 1, дисков 2 я 3 равен сГ, я расстояние между ними S, Величины d и S связаны с геометрическими параметрами устройства соотношениями

50

)D(Q,2 - 0,1)0

)sЈr °.° -o.os

7 d, где в качестве D может быть величина В или Н.

В зависимости от соотношения между размером d элементов решетки и дне- ков и длиной вопны ft измеряемого излучения возможны различные варианты выполнения решетки и дисков,На фиг.З приведен ответвитель излучения, выполненный в соответствии с -, п.2 формулы изобретения в виде стержней с зеркальной цилиндрической отражающей поверхностью, расположенных под углом и/, к оси вращения ответви

5 0 5 о

5

0

45

jQ

теля. Площадки приемников ич. учения имеют прямоугольную Форму, длины их равны и параллельны осям стержней при расположении последних на оптической оси устройства со стороны выходного окна, при этом выполняются соотношения

d5, 0 « d 70° ,

14 1.1 1,31, ,

где 1, - размер входного окна устройства.

Возможен вариант выполнения устройства (фиг,4), в котором в соответствии с п,3 формулы изобретения элементы решетки и диски расположены в два слоя между дисками 2, 3, причем элементы одного слоя ориентированы под углом +(), а элементы другого слоя ориентированы под углом -(454. If) к оси вращения ответвителя, где угол С| определяется соотношением

О 6 (J6 20°.

В качестве элементов решетки могут быть использованы металлические и диэлектрические стержни с зеркальной или матовой отражающей поверхностью диаметром 0,1-1 мм, а также высокопрочные отражающие нити диаметром 10-100 мкм из молибдена, вольфрама, тантала, стекла,кварца.

Устройство работает следующим образом. I

Пучок измеряемого излучения направляют вдоль оптической оси,Ответвитель с помощью привода 5 приводится во вращение с частотой п 5 - 50 об/с. При проходе пучка излучения через решетку 1, окна 7 и 8 часть мощности (энергии) излучения ответвляется за счет отражения и рассеивания элементами-решетки расположенными в зоне входного 7 и выходного 8 окон. При всех вариантах выполнения ответвителя индикатрисса рассеянного и отраженного излучения имеет лепестковую форму, а ее максимум направлен вдоль оптической оси в сторону входного окна 7. Часть ответвленного излучения в зоне выходного окна 8 попадает на чувствительные площадки системы приемников 11, выходной сигнал которых поступает 0 регистратор 12, Величина выходного сигнала является мерой энергии или

э1

мощности импульсно-пернодического излучения. Различные варианты выполнения отражателя позволяют улучшить метрологические характеристики устройства, так как при этом уменьшает,- ся глубина модуляции отраженного излучения, а интенсивность ответвленного излучения не зависит от состояния поляризации падающего излучения.

Устройство позволяет обеспечить возможность измерения импульсно-пе- риодического излучения в широком спектральном диапазоне и повысить

точность измерений.

Формула изобретения

}о Устройство проходного типа для измерения энергетических характеристик оптического излучения, содержащее поглощающий корпус, снабженный входным и выходным окнами, внутри которых расположены на оптической

оси устройства и размещенные внутри корпуса ответвитель с выпуклой отражающей рабочей поверхностью, установленный с возможностью вращения вокруг оси5 перпендикулярной оптичес- кой оси устройства и пересекающей ее, привод вращения ответвителя и систему приемников излучения,расположенную симметрично относительно оптической оси устройства и электрически связанную с регистратором, отличаю.щееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения импульсно-периодического излучения и повышения точности измерений, ответвитель выполнен в виде решетки, образованной системой прямолинейных идентичных элементов,равно-1

10

81

.

20 25

JQ

5

0

удаленных друг от друга, жестко репленных между двумя дисками таким образом, что противоположные концы элементов расположены в плоскостях, перпендикулярных оси вращения ответвителя на одинаковом расстоянии от этой оси9 я система приемников излучения расположена внутри решетки,при этом расстояние между элементами решетки выбрано из условия

V S d,

где D - наименьший размер входного

окна;

S - расстояние между элементами решетки; d - поперечный размер элемента

решетки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элементы решетки выполнены в виде стержней с зеркальной цилиндрической рабочей поверхностью и расположены под углом об к оси вращения ответвителя, а чувствительные площадки приемников излучения имеют прямоугольную форму, длины их равны и параллельны осям стержней при расположении последних на оптической оси устройства со стороны выходного окна, при этом , а угол ot выбран удовлетворяющим условию 0 ё о( ё 20°, где - рабочая длина волны измеряемого излучения 3 Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что элементы решетки расположены в два слоя,причем элементы одного слоя ориентированы под углом + (45±tf), а элементы другого слоя ориентированы под углом -(45°i Cf) к оси вращения ответвнте- ля, где угол Ц выбран из условия О 20°,

1

V -fc.

-Ч-У-У fr MbT X JhJ

XXKX A kVC sXJvj ГЖ-Д

%

У

1

x у.

f

5

%1

%

Изобретение относится к энергетической фотометрии оптического излучения. Цель изобретения - обеспечение возможности измерения как непрерывного, так и импульсно-периодического излучения, повышение точности измерений. Устройство содержит отражающую решетку 1, образованную системой прямолинейных идентичных элементов, жестко закрепленных между дисками 2 и 3, Ответвитель кинематически связан через трансмиссию 4 с приводом 5. Элементы 1-5 расположены внутри поглощающего корпуса 6, снабженного окнами, центры которых расположены на оптической оси. Внутри решетки 1 размещена закрепленная между пластинами 9, 10 система приемников излучения I1, расположенная симметрично относительно оси устройства, электрически связанная с регистратором 12, Ось устройства перпендикулярна оси вращения ответвителя и пересекает ее. Поперечный размер элементов регаетки намного меньше расстояния между ними, которое,в свою очередь, намного меньше размера входного окна. При измерениях ответви- тель приводится во вращение с помощью привода 5, При проходе пучка излучения через элементы 1,7,8 часть мощности излучения воспринимается приемниками 11,выходной сигнал которых поступает в регистратор 12, 2 з.п, ф-лы, 4 ил. (Л

фигЗ

фигу.