Способ определения оптических потерь в материалах Советский патент 1991 года по МПК G01N21/59 

вая7) полученная предлагаемым способом.Л12 1МПэГп AL,(5)

Способ осуществляют следующим об-где Д12 - вклад центров окраски, количестразом.во которых в активном состоянии зависит от

С помощью излучателя задают входные5 мощности светового пучка.

мощности, например, 20; 3,33; 1 мкВт. Про-При установившемся режиме светопропускают пучок счета через образец (напри-пускания количество активных МПа (как и

мер, волоконный световод длиной 50 м),возбужденных Nne) центров окраски не заобладающий эффектом обратимого фото-висит от времени, что может быть отражено

обесцвечивания.10 соотношением

Известно, что потери мощности оптического пучка на участке A L пропорциональ-A Nna Nna f IAL - 71NneAL 0, (6) ны концентрации центров окраски,

способных к поглощению NI мощности где г и а- коэффициенты, характеризуюпроходящего через этот участок оптическо-15 щие вероятность перехода Nna - Nne и

го пучка, и коэффициенту п, определяюще-NnB - Nna (причем Nna + NnB N).

му вклад в поглощение на рабочей длинеИз (6) находим волны дефекта 1-го типа:

Nna Tl(Nn-Nna)7,(7)

п20

,riAL.0)м.а

простейшем случае, если количество ,жч ,„. „ ,„.

центров окраски не зависит от мощности25 С Учетом W- (5 и W выражение (3) присветового пучка, выполняется закон Бугера-мет вид Ламберта, коэффициент поглощения а не

зависит от мощности светового пучка и г

ределяется формулоййЗ JN-,r; uL +3 Nnrn ----&L , (8)

+ б

,(2)

.,.откуда следует

где L - длина образца;

loi мощность светового пучка на входе 35

вобразец:3/са+сизг

п - мощность светового пучка на выхо-1 I dL fQl

деизобразца.J 220N;n: ( + C)ONMrn(J

Однако, если центры окраски хотя быJo -,IV

одного типа после поглощения могут дли- 0

тельное время находиться в возбужденномПроинтегрировав полученное соотно(нспоглощаемом состоянии), количество щение и центров окраски этого типа будет зависеть от мощности светового пучка, что приведет к нарушению соотношения (2). В этом слу- 45 чае потерю мощности А I можно представить в виде

AI А И + А 12,(3)

50ЈИ{Р5(10)

ЛЬ v iN,r:AL, (4)

i - 1

где All вклад в попющрние, определяв мый центрами копичество которых в активном (спосоЬном к поглощению) со стоянии но зппист oi мощности светового пучка

получим

+ Kift K3L.(11)

Проведя три измерения для различных мощностей зондирующего светового пучка, получим систему трех уравнений, из которой определяются коэффициенты Ki. K2, Кз.

Мощность на выходе из образца измеряют оптическим тестером. При этом выходные мощности составляют 5,9; 0,464 и 0,023 мкВт соответственно. Затем полученные данные подставляют в систему трех уравнений и получают характеристические коэффициенты (Ki 4,356; К2 0,326, Кз 50,81). Оптические потери определяют из соотношения (11).

На фиг.1 видно, что зависимости 1-3, построенные с помощью известного способа, значительно отличаясь одна от другой, не отражают реальной картины явления. Особенно заметно это различие при малых мощностях света (фиг,2). Столь же сильное различие будет наблюдаться в измерении мощности светового излучения в зависимости от длины образца (фиг.З), на этом графике при построении кривых 5 и 6 использовалась формула (2). Кривая 7 построена с использованием формулы (11) для коэффициентов Ki, Ka и Кз, полученных на описанном образце.

Формула изобретения Способ определения оптических потерь в материалах, обладающих эффектом обраМкВг

Фиг. 1.

тимого фотообесцвечивания, включающий пропускание через образец светового пучка мощностью loi, регистрацию мощности It прошедшего через образец светового пучка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, через образец дополнительно пропускают два световых пучка с различными мощностями 1оа и 1оз, при которых возникает эффект обратимого фотообесцвечивания образца, и регистрируют на выходе образца соответствующие им мощности 2 и з световых пучков, а оптические потери fn в

образце длиной L определяют из формулы

Ь.,ЬЪЈ%.

20

где Ki, K2, Кз - характеристические коэффициенты, определяемые из системы уравнений

,nЈ + Klln K3L.

t lo2 -L v f 02 + К2 , ., .

1П -.h Ki ГП -.--r-ffh Кз L ,

1212 + K2

fa J03 , K n lQ3 + K2 „ .

Гп 1з + K1 ltl I3 + K2 L

J вых, мкБт

Изобретение относится к области определения характеристик оптических материалов, например оптических волокон, и позволяет повысить точность определений оптических потерь при оценке работоспособности материалов, обладающих эффектом обратимого фотообесцвечивания, в широком диапазоне оптических мощностей. Через образец исследуемого материала пропускают световой пуучок при трех разИзобретение относится к области определения характеристик оптических материалов, например оптических волокон, и наиболее эффективно может быть использовано при определении работоспособности материалов, подвергаемых воздействию ионизирующего излучения в оптическом диапазоне длин волн. Целью изобретения является повышение точности определения оптических потерь в материалах, обладающих эффектом обратимого фотообесцвечивания. личных заданных мощностях lot, Io2, оз. Регистрируют соответствующие мощности h, 2, 1з прошедшего через образец светового пучка. Затем определяют характеристические коэффициенты Ki, K2, Кз материалов из следующей системы уравнений: ffn loi/li + Kith (loi + K2) / (h + K2) K3L; fn Ioi/l2 + Kifo (Io2 + K2) / (12 + Kz) 1 KaL; tn 1оз/1з + Kifo (1оз + K2) / (I3 + Kz) KsL при этом оптические потери материалов определяют из формулы fn loc/lc + Kiln (loc + Кг) / Ос + К2) - Кз1с. где loc - мощность светового пучка, вводимая в исследуемый материал; 1С - мощность светового пучка на выходе из исследуемого материала; U- длина исследуемого материала. 3 ил. На фиг.1 изображены зависимости мощности выходного пучка от мощности входного пучка, полученные известными способами для входной мощности 100 мкВт (линия 1), 20 мкВт (линия 2) и 1 мкВт (линия 3) и зависимость (линия 4), полученная предлагаемым способом; на фиг.2 - начальные участки зависимостей; на фиг.З - зависимости выходной мощности от длины образца, полученные известными способами для входной мощности 20 мкВт (кривая 5) и 1 мкВт (кривая 6), а также зависимость (криО оэ Ч) 00 О

0,5

10