УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Советский патент 2005 года по МПК G01J5/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения относительного распределения плотности энергии и энергии импульса лазерного излучения в лабораторных условиях.

Известно устройство дли измерения относительного распределения плотности энергии лазерного излучения по отраженному сигналу от приемника излучения [I], выполненное в виде диффузионного отражающего экрана, содержащее фоторегистратор, расположенный под углом к оптической оси приемника. Недостатком данного устройства является низкая точность измерения из-за ослабления лазерного излучения, поглощенного и рассеянного экраном.

Известно также устройство для измерения параметров лазерного излучения, содержащее отражающий элемент, выполненный в виде проволочного болометрического преобразователя, включенного в одно из плеч мостовой измерительной схемы, и фоторегистратор отраженного излучения. Известное устройство для измерения параметров лазерного излучения не позволяет повысить точность и безопасность измерений при проведении их в лабораторных условиях, так как излучение, измеряемое этим устройством, отражаясь после прохождения болометрического преобразователя от различных предметов и стен помещения, воздействует как на отражающий элемент, внося тем самым погрешности в измерения, так и на обслуживающий персонал, производящий измерения.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения и техники безопасности.

Для достижения поставленной цели в известном устройстве для измерения параметров лазерного излучения, содержащем отражающий элемент, выполненный в виде проволочного болометрического преобразователя, включенного в одно из плеч мостовой измерительной схемы, и фоторегистратор отраженного излучения, отражающий элемент размещен в корпусе, выполненном в виде трубы, в котором со стороны выхода излучения установлен отражающий экран, перекрывающий излучение, выполненный в виде полого конуса, обращенного вершиной к отражающему элементу, содержащего элементы треугольной формы, сходящиеся острыми углами при вершине конуса, установленные наклонно относительно его поверхности, при этом расстояние между соседними элементами приняты такими, что в направлении излучения они перекрывают друг друга, а между экраном и отражающим элементом на поверхности корпуса перпендикулярно к ней установлены защитные экраны, выполненные в виде диафрагм.

Кроме того, с целью улучшения охлаждения конструкции за счет повышения интенсивности теплообмена отражающий экран состоит из основания в виде кольца, на внутренней поверхности которого по стороне, противоположной острому углу, закреплены элементы треугольной формы, между поверхностями которых образуются щели.

Прошедшее через отражающий элемент (приемник излучения проходного типа), установленный внутри корпуса, излучение, попадая на элементы отражающего экрана, перекрывающего излучение, выполненного в форме конуса, обращенного вершиной в направлении излучения, многократно отражаясь от них, почти полностью поглощается. Оставшееся непоглощенным излучение, отражаясь на поверхность корпуса, полностью перекрывается защитными экранами, выполненными в виде диафрагм.

По сравнению с прототипом расположение отражающего элемента внутри корпуса и размещение на пути проходящего излучения, поглощающих излучение элементов (отражающего экрана в форме конуса и защитных экранов) является новым, что позволяет сделать вывод о соответствии данного технического решения критерию изобретения "новизна".

При анализе других технических решений в данной области техники признаков, являющихся в заявляемом устройстве новыми по сравнению с прототипом, в них также не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг.1, 2 изображен общий вид устройства, на фиг.3, 4 - вариант исполнения отражающего экрана.

Устройство измерения параметров лазерного излучения содержит фоторегистратор отраженного излучения 1, болометрический преобразователь 2, включенный в одно из плеч мостовой измерительной схемы 3 и размещенный в корпусе 4. В корпусе 4 со стороны выхода излучения установлен отражающий экран 5, перекрывающий излучение, выполненный в виде полого конуса, обращенного вершиной по направлению к отражающему элементу. Экран 5 содержит элементы треугольной формы 6, сходящиеся острыми углами при вершине конуса и установленные наклонно относительно поверхности конуса, расстояние между соседними элементами приняты такими, что в направлении излучения они затеняют друг друга. На поверхности корпуса 4 между экраном 5 и отражающим элементом 2 перпендикулярно к поверхности корпуса установлены защитные экраны 7, выполненные в виде диафрагм. Как вариант исполнения (см. фиг. 2) отражающий экран состоит из кольца 8 с фланцем для крепления к корпусу, к которому по стороне (ребру), противоположной острому углу, присоединены элементы треугольной формы 6, выполняющие в данном варианте дополнительно функцию теплообменных элементов (ребер теплообменника).

Устройство работает следующим образом. Измеряемое излучение, попадая на проволочный болометрический преобразователь 2, частично отражается от него, что регистрируется фоторегистратором 1 и частично поглощается болометрическим преобразователем 2, что вызывает его нагрев и изменение электрического сопротивления, которое преобразуется измерительной мостовой схемой 3 в электрический сигнал, пропорциональный энергии импульса излучения. Основная часть лазерного излучения проходит через болометрический преобразователь 2 и попадает на элементы треугольной формы 6, после чего отражается от них по направлению к корпусу 4. Вследствие наклона элементов треугольной формы 6 относительно поверхности конуса 5 излучение, отраженное от элементов 6, претерпевает многократное отражение от поверхности корпуса 4 и ослабевает. Оставшаяся часть излучения перекрывается в направлении к болометрическому преобразователю защитными экранами 8, выполненными в виде диафрагм.

Использование предлагаемого устройства для измерения параметров лазерного излучения обеспечивает по сравнению с прототипом более высокую точность измерений и позволяет повысить технику безопасности измерений в лабораторных условиях за счет исключения воздействия отраженного от окружающих предметов излучения на болометрический преобразователь, а также на обслуживающий персонал.

Кроме того, отражающий экран, состоящий из элементов треугольной формы, между поверхностями которых имеются щели, способствует за счет повышения интенсивности теплообмена улучшению охлаждения конструкции.

Использование - измерительная техника. В устройстве отражающий элемент размещен в корпусе, выполненном в виде трубы, в которой со стороны выхода излучения установлен отражающий экран, выполненный в виде полого конуса, обращенного вершиной по направлению к отражающему элементу. Между экраном и отражающим элементом на поверхности корпуса перпендикулярно к ней установлены защитные экраны, выполненные в виде диафрагм. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для измерения параметров лазерного излучения, содержащее отражающий элемент, выполненный в виде проволочного болометрического преобразователя, включенного в одно из плеч мостовой измерительной схемы и фоторегистратор отраженного излучения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и техники безопасности, отражающий элемент размещен в корпусе, выполненном в виде трубы, в которой со стороны выхода излучения установлен отражающий экран, выполненный в виде полого конуса, обращенного вершиной по направлению к отражающему элементу, содержащего элементы треугольной формы, сходящиеся острыми углами при вершине конуса, установленные наклонно к его поверхности, при этом расстояние между соседними элементами принято таким, что в направлении излучение они перекрывают друг друга, а между экраном и отражающим элементом на поверхности корпуса перпендикулярно к ней установлены защитные экраны, выполненные в виде диафрагм.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью повышения интенсивности теплообмена, отражающий экран выполнен в виде основания кольцевой формы, на внутренней поверхности которого на стороне, противоположной острому углу, закреплены элементы треугольной формы таким образом, что их поверхности образуют щели.