Способ определения градиента температур в процессе изменения температуры анизотропных монокристаллов Советский патент 1990 года по МПК G01J5/50 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования распределения теплового поля и определения градиента температур как в анизотропных монокристаллах, так и в изотропной среде, в которую можно поместить монокристалл.

Целью изобретения является повышение точности измерения градиента температур и распределения теплового поля.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство содержит источник 1 моно- хро.матического излучения, фокусирующую линзу 2, дифракционную рещетку 3, монокристалл 4, объектив 5, поляризатор 6, матрицу фотоприемников 7, блок 8 регистрации, нагреватель 9.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 1 фокусируется линзой 2 через дифракционную решетку 3,

которая формирует шесть пучков приблизительно равной интенсивности на монокристалл 4. При прохождении излучения через монокристалл 4, объектив 5 и поляризатор 6 на экране формируется шесть коноскопических фигур, в центре каждой из которых устанавливаются фотосопротивления блока 8 регистрации, подключенные через усилители к самопишущему прибору. При нагревании кристалла, например, излучением ИК лазера, на самопишущем приборе фиксируются шесть синусоид периодических изменений интенсивности излучения в центре коноскопической фигуры. Сравнивая между .собой каждые две синусоиды, выделяют смещение Д/ экстре.мальных зна чений. Затем измеряют расстояние ДХ между двумя участками монокристалла, от которых получены сравниваемые синусоиды. Предварительно измеряют температуру Тг,, соответствующую одному периодическому изменению интен- сивности излучения в центре коноскопичесд

00

со о

ской фигуры при нагревании монокристалла в условиях отсутствия градиента (эта вели- |чина постоянная для кристаллов одного вида и одного размера в направлении просвечивания). При этом в качестве нагревателя 9 используют трубчатую печь. Градиент температуры определяют из отношения Д/7 /ДХ.

При использовании скрещенных дифракционных решеток появляется возможность формирования любого заданного количества коноскопических фигур от различных участков монокристалла, обеспечиваюш.их высокую точность исследования распределения {теплового поля в кристалле. I Предлагаемый способ может быть использован в очень широком диапазоне температур (от низких до температуры плавления кристалла).

Преимущества предлагаемого способа Позволяют использовать его как для иссле- |аования анизотропных монокристаллов, так И для исследования изотропных сред, в которые монокристалл может быть помещен.

Формула изобретения

Способ определения градиента темпера- jryp в процессе изменения температуры ани- $отропных монокристаллов путем регистрации изменения геометрии коноскопической

фигуры, сформированной от исследуемого монокристалла при просвечивании его сходящимся потоком когерентного монохроматического излучения, отличающийся тем,

что, с целью повышения точности измерения градиента температур и распределения теплового поля, одновременно формируют от различных участков монокристалла несколько коноскопических фигур, просвечивая его

перпендикулярно оптической оси, регистрируют периодические изменения нитенсив- ностей излучения в каждой коноскопической фигуре, вызванные движением изохром, сравнивают между собой периодические изменения интенсивностей в каждых двух коноскопических фигурах, образованных от участков монокристалла, расположенных на расстоянии ДХ относительно друг друга, выделяя величину смещения А/ экстремальных значений периодов, н определяют градиент температур между этими участками из отношения

Д/.Гп.,

ДА:

где Тп - предварительно измеренная температура, соответствующая одному периодическому изменению коноскопической фигуры при нагревании монокристалла в условиях отсутствия градиента температур.

Изобретение относится к радиационной пирометрии. Цель изобретения - повышение точности измерения градиента температур и распределения теплового поля. Для решения этой задачи просвечивают анизотропный монокристалл перпендикулярно его оптической оси излучением лазера через дифракционную решетку, посредством которой формируют множество коноскопических фигур от различных участков монокристалла. В процессе нагревания монокристалла регистрируют периодические изменения интенсивностей излучений в каждой коноскопической фигуре, вызванные движение изохром, и сравнивают их между собой, затем определяют смещение ΔL экстремальных значений периодов в каждых двух коноскопических фигурах, образованных от участков монокристалла, расположенных на расстоянии ΔХ друг от друга, и используют эти значения для определения градиента температур. 1 ил.