Устройство для определения относительной спектральной характеристики чувствительности охлаждаемых приемников излучения Советский патент 1992 года по МПК G01J1/04 

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может использоваться при измерении относительной спектральной характеристики чувствительности охлаждаемых приемников излучения.

Известно устройство для определения относительной спектральной характеристики чувствительности охлаждаемых приемников излучения, содержащее источник излучения, модулятор, монохроматор, аттестованный приемник излучения, измерительный тракт аттестованного приемника излучения с регистрирующим устройством, держатель исследуемого приемника с вторым измерительным трактом и регистрирующим устройством (1).

Для определения относительной спектральной характеристики чувствительности с помощью монохроматора выделяют последовательно требуемые длины волн из потока излучения источника, которые модулируют и направляют на аттестованный и исследуемый приемники излучения. Значение относительной спектральной характеристики чувствительности на требуемой длине волны Я определяют по формуле

С П, m h макс

m П макс

где гк- показание прибора, регистрирующего сигнал в цепи исследуемого приемника излучения;

Год- показание прибора, регистрирующего сигнал в цепи аттестованного приемника излучения;

п макс - показание прибора, регистрирующего сигнал в цепи исследуемого при- емника излучения в максимуме относительной спектральной характеристики чувствительности;

m, макс - показание прибора, регистрирующего сигнал в цепи аттестованного приемника излучения в максимуме относительной спектральной характеристиV|

V4

Јь

Ю

ки чувствительности исследуемого приемника излучения.

На основании измеренных и вычисленных результатов строят график относительной спектральной характеристики чувствительности исследуемого г1риемника излучения S f(A).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений из-за изменения спектрального состава источника излучения в процесе измерения, высокая трудоемкость и длительность измерительных процессов, необходимость сложной контрольно-измерительной аппаратуры и высококвалифицированных специалистов- измерителей.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для определения относительной спектральной характеристики чувствительности охлаждаемых приемников излучения, содержащее оптически связанные секторный модулятор с приводом вращения, объектив, держатель исследуемого приемника излучения с входом, синхронно соединенным с модулятором, регистрирующее устройство, источник излучения и монохроматор.

Для определения относительной спектральной характеристики чувствительности с помощью монохроматора из потока излучения источника выделяют последовательно световые пучки требуемой длины волны, которые модулируют с помощью модулятора, фокусируют с помощью обьектива и направляют на аттестованный и исследуемый приемники излучения. Для каждой выбранной длины волны снимают показания приборов, регистрирующих сигнал в цепи исследуемого приемника, сигнал в цепи аттестованного приемника, сигнал в цепи исследуемого приемника в максимуме относительной спектральной характеристики чувствительности, сигнал в цепи аттестованного приемника излучения в максимуме относительной спектральной характеристики чувствительности исследуемого приемника излучения. Затер-i по этим данным вычисляют значение относительной спектральной характеристики чувствительности приемника на каждой выбранной длине волны излучения согласно приЕзедеиной выше формулы, после чего на основании полученных результатов строя график относительной спектральной характеристики чувствительности приемника излучения 5д т(А). (2).

Недостатки известного устройства, как и рассмотренного выше аналога, - низкая точность измерений, обусловленная трудностями обеспечения высокой стабильности режимов питания источника излучения, потребляемого десятки и более ампер тока, вследствие чего спектральный состав источпика излучения изменяется в процессе измерения; высокая трудоемкость и длительность измерительных процессов, вызванные большим объемом измеряемых параметров, вычислений и построения гра0 фика относительной спектральной характеристики чувствительности приемника излучения; необходимость высококвалифицированного специалиста-измерителя, вызванная сложностью обслуживания

5 установки и измерительных процессов.

Цель изобретения - повышение оперативности и точности определения относительной спектральной характеристики чувствительности охлаждаемых приемни0 ков излучения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения относительно спектральной характеристики чувствительности охлаждаемых приемников излучения, содержащем оптически связанные сектор5 ный модулятор с приводом вращения, объектив, держатель, исследуемого приемника излучения с входом, синхронно соединенным с модулятором, регистрирующее устройство, согласно изобретению сектора

0 модулятора выполнены в виде узкополосных селективно отражающих зеркал с различающимися по спектру максимумами коэффициента отражения, а модулятор установлен в плоскости, оптически сопряжен5 ной с плоскостью держателя исследуемого приемника и соединен с входом синхронизации.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства для опре0 деления относительной спектральной характеристикичувствительностиохлаждаемых приемников излучения,

Устройство содержит оптически связанные модулятор 1 с секторами 2 и с приводом

5- для вращения, объектив 3, приемник 4 излучения, закрепленный в держателе 5, и регистрирующий осциллограф 6. При этом модулятор 1 установлен в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью держателя

0 5, в которой расположен исследуемый приемник 4, и соединен с входом синхронизации осциллографа 6. Секторы 2 модулятора . 1 выполнены в виде узкополосных селективно отражающих зеркал с различающимися

5 по спектру максимумами коэффициента отражения, для чего на подложку модулятора нанесены зеркальные сектора из алюминия с коэффициентом отражения, равным 0,91, а на слой алюминиевых секторов нанесена

дифрешетка с коэффициентом отражения в максимуме спектра отражения, равным 0,9 от коэффициента-отражения зеркального покрытия, в результате чего реальный коэффициент отражения сектора 2 в максимуме спектра отражения составляет рс 0,8.

Устройство работает следующим образом. Модулятор 1, вращаясь с постоянной скоростью, синхронизирует развертку луча осциллографа 6 так, что за один оборот модулятора 1 луч осциллографа 6 просканиру- ет одну строку на экране. При совмещении с помощью объектива 3 изображения подложки модулятора 1 (промежутка между зеркальными секторами 2) с чувствительным элементом приемника 4 излучения на чувствительный элемент фокусируется поток излучения от этой площадки, находящейся при температуре окружающего пространства (при комнатной температуре), в результате чего на выходе приемника по- является сигнал. При совмещении с поверхностью чувствительного элемента приемника 4 изображения сектора 2 сигнал этот уменьшается, так как зеркало отражает на чувствительную площадку излучение са- мой чувствительной площадки, которая охлаждена по отношению окружающего пространства, причем изменение сигнала зависит от того, какой чувствительностью обладает приемник в той области спектра, в которой зеркальные секторы 2 отражают. За полный оборот модулятора по чувствительному элементу приемника переместятся изображения всех зеркальных секторов 2, перекрывающих своими отражательными характеристиками весь исследуемый спектральный диапазон. Сигнал с выхода приемника излучения подается на осциллограф б, где по оси в направлении развертки луча

откладываются длины волн, а по оси. ей перпендикулярной, - значения относительно спектральной характеристики чувствительности приемника.

Описанное устройство характеризуется повышенной точностью измерения благодаря тому, что отражательные характеристики зеркальных секторов постоянны во времени, в результате чего обеспечивается постоянство спектрального состава в процессе измерений, при этом исключаются ошибки, возникающие из-за указанных выше влияний аттестованных приемников. Любое ко- личесТво точек спектральной шкалы измеряются за один цикл развертки осциллографа или за один оборот вращения моду- лятора. благодаря чему повышается быстродействие и оперативность процесса измерения.

Формула изобретения Устройство для определения относительной спектральной характеристики чувствительности охлаждаемых приемников излучения, содержащее оптически связанные секторный модулятор с приводом вращения, объектив, держатель исследуемого приемника излучения с входом, синхронно соединенным с модулятором, регистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности и точности определения относительной спектральной чувствительности охлаждаемых приемников излучения, секторы модулятора выполнены в виде узкополосных селективно отражающих зеркал с различающимися по спектру максимумами коэффициента отражения, а модулятор установлен в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью держателя исследуемого приемника, и соединен с входом синхронизации.

Сущность изобретения: иепользу- ют тепловое излучение модулятора с селективно отражающими секторами, изображение которого строится на исследуемом приемнике. 1 ил.