Оптический спектрометр Советский патент 1992 года по МПК G01J3/18 

KJBff

™,.

О х|

4.

Ш Ь,

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к области спектрометрии,- и может быть использовано при измерениях спектров различных объектов..

Цель изобретения состоит в повышении точности и автоматизации измерений спектра по произвольной программе.

На чертеже изображена блок-схема спектрометра.

Оптический спектрометр содержит генератор 1, модулятор 2, усилитель 3 мощности, соединенные последовательно, акустооптический фильтр 4, фотоприемник 5, связанные оптически, систему б синхрон- ной обработки, входы которой связаны с фотоприемником 5 и блоком 7 управления. Выход блока 7 управления связан с модулятором 2 и блоком 8 выбора режима, согласующее устройство 9 связано с выходом усилителя 3 мощности и входом датчика 10 мощности, два выхода последнего соедине- . ны с усилителем 3 мощности и акустоопти- ческим фильтром 4.

Блок 11 частотно-дискретного слежения (БЧДС) связан своими входами г генератором 1 и блоком 7 управления, а выходами - с согласующим устройством 9 и устройством 12 сопряжения. Последнее связано с системой 6 синхронной обработки, блоком 7 управления и ЭВМ. Спектрометр работает следующим об- разом. .

Сигнал, соответствующий заданной программе измерения спектра, поступает от ЭВМ через устройство 12 сопряжения на блок 7 управления. Заложенная от ЭВМ программа соответствует любому из требуемых режимов измерения, включая, например, сканирование всего рабочего диапазона длин волн, измерение отдельных участков спектра в произсольной последовательности, изменение скорости сканирования на отдельных участках с одновременным изменением спектрально- то разрешения и т.п. От блока 7 управления исходят сигналы, задающие и синхронизирующие работу отдельных спектрометра. Так, сигнал от блока 7 управления на блок 8 выбора режима задает чэстотно-ере- менные характеристики управляющего сиг- нала, подаваемого на генератор 1, чем определяются спектральные участки и скорость сканирования. (Подаваемый одновременно от блока 7 управления на БЧДС 11

СИГУЗП P CDC f rST TC V; . P ; ,:-

W : О - i . г - - , , - -J - . . посыпает r.d 0;:0r. 11 .аиюшо-д скрес-.о слежения. Связь блоке 7 управления и БЧДС 11 необходима для синхронизации

момента измерения частоты и подачи радиоимпульсного сигнала от генератора 1 и модулятора 2 далее к фильтру 4. Сигнал от блока 7 управления на модулятор 2 синхронизирует работу модулятора. Радиоимпульсный сигнал, пройдя далее усилитель 3 мощности, поступает на фильтр 4 через согласующее устройство 9 и датчик 10 мощности.

БЧДС 11 на основании текущего значения частоты от генератора 1 вырабатывает управляющий сигнал, подаваемый на согласующее устройство 9. Таким образом, в каж- дый момент времени БЧДС включает соответствующий текущему значению частоты полосовой фильтр согласующего устройства 9, что обеспечивает работоспособность устройства в широком диапазоне частот благодаря согласованию ВЧ-тракта и ультразвукового преобразователя фильтрг. 4 во всем диапазоне измерений. Включенный в ВЧ-тракт датчик 10 мощности за счет обратной связи с усилителем 3 мощности поддерживает на преобразователе постоянный уровень ВЧ-сигнала во всем рабочем диапазоне частот. Измеряемое оптическое излучение, пройдя фильтр 4, поступает на фотоприемник 5. электрический сигнал с которого подается на систему б синхронной обработки. Работа последней также синхронизируется блоком 7 управления. Сигналы, соответствующие уровню регистрируемого излучения от системы 6 и его длине еолны от БЧДС 11. сводятся синхронно на устройстве 12 сопряжения и поступают далее на обработку в ЭВМ и для визуализации спектра на дисплее.

Повышение точности измерения обеспечивается благодаря согласованию ВЧ- т-ракта с преобразователем фильтра и поддержанию на нем постоянного уропня ВЧ-сигнала во всем спектральном диапазоне, а также за счет синхронного измерения и обработка сигналов, соответствующих уровню измеряемого оптического излучения и его дпине волны. Та же совокупность обеспечивает режим автоматизации измерений по произвольной программе, поскольку все измерения производятся без участия оператора по командам ЭВМ и с обработкой результатов на ЭВМ.

Уменьшение погрешности измерения спектра-оптического излучения, связанно с погрешностью измерения длины волны и неравномерностью омплитудно-частотной хзргггср /стикн и сог.таплкет Более чс-к 10

спектрометр иыть использован для прецизионных измерений спектральной зависимости коэффициента пропускания оптических светофильтров, снятия спектра излучения различных источников и других спектральных измерений.

Формула изобретения Оптический спектрометр, содержащий последовательно соединенные управляемый генерзтор, модулятор, усилитель мощности и акустооптичесхий Фильтр, на оптическом выходе которого установлен фо- топриемних. электрически связанный с системой синхронной обработки, а тзкже блок упрзопеи я, первый которого связан с модулятором, s второй - с системой .синхронной обработки, отличзющ и fi с и тем, что, с целью повышения точности и автома- тиоации измерений спектра по произвольной программе, блок управления содержит два дополнительных выхода, усилитель мощности - дополнительный вход м генератор-дополнительней оыход, а спектрометр дополнительно содержит блок выбора режима, блок частотно-дискретного слех ения, согласующее устройство, датчик мощности, устройство сопряжения и ЭВМ с терминалами, причем вход блока выбора режима соединен с первым дополнительным выходом блока управления, а выход - с

входом генератора, основной яход согласующего устройства соединен с выходом усилителя мощности, а выход - с датчиком мощности, который соединен с электрическим входом зкустооптического филь-рз и

дополнительным входом усилителя мощности, два входэ блока частотно-дискретного слежения соединены соответственно с вторым дополнительным выходом блока управления и дополнительном выходом

-. генератора, а его выходы соединены с дополнительным входом соглг.сующего устройства и первым входом устройстка сопряжения, «згорой вход которого сосдк- ком с выходом системы синхронной обработки, два терминала которой соединены с терминалами блока управления и ЭВМ соответственно.

Изобретшие относится к оптическрму приборостроению и г.пжет быть использовано при спектромэтр /чсск лх исследоьзни- ях. Цель изобретения - гоглишенме точности и автоматизйц /.я измгрс ий спектра по про- изоопьной ппогроммс. Оптический спектрометр содеп .т ге яратрр 1, управляемый напряжением, модулятор 2. усилитель мощности 3. зкустооптичегчий фильтр А, фото- приемник 5, систему синхронной обработки 6 и блок управления 7. Повышение точности и автоматизация-измерений спг.ктра по произвольной программе достигаются введением в устройство дополнительно блока выбора режима 8. согласующего устройства 9, датчика мощности 10, блока частотно-дискретного слежения 11, устройства сопряжения и ЭВМ и необходимых связей можду элементами за счет по/ .стройки гмплитуд- но-частотной характеристики фильтре и mi-i- роком диапазоне. Оптический спектрометр может бить использован для прецизионных измерений спектральной асисимости коэффициента пропускания оптических сзето- фильтроп. 1 ил. Р I.; - |ч«;