СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ КВАНТОВЫХ Советский патент 1973 года по МПК H01S3/00 

1

Изобретение может быть использовано в квантовой электронике для измерения энергетических и временных характеристик излучения оптических квантовых генераторов (ОКГ) на углекислом газе.

Известен способ измерения мощности излучения ОКГ на СОг, по которому измеряют фотосигнал на торцах фоторезистора, к которому приложено внешнее электрическое поле, а излучение, вызывающее примесную фотопроводимость, подается на фотоприемник перпендикулярно к направлению внещнего поля. Для определения мощности излучения фотосигнал, делят на фоточувствительность.

Однако этот способ требует применения низких температур (по крайней мере, жидкого азота); кроме того, диапазон измеряемых плотностей мощности излучения ограничен пределом насыщения примесной фотопроводимости (по экспериментальным данным этот предел составляет 2-10 вт/см), а временное разрешение не лучще, чем 10 сек. Способ может быть осуществлен только при наличии внешнего электрического поля..

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых мощностей в область больших потоков, улучшение временного разрешения, расширение спектральной характеристики неохлаждаемых полупроводниковых фотоприемннков в область больших длин волн и устранение внешнего питания.

Цель по предлагаемому способу достигается тем, что при измерении мощности ОКГ измеряют величину фотоэ. д. с., возникающую на участке однородного кристалла полупроводника в направлении распространения излучения, а измеряемую мощность определяют путем деления величины фото э. д. с. на величину фоточувствительности.

Предлагаемый способ измерения мощности излучения ОКГ основан на том факте, что при взаимодействии свободных носителей тока (дырок или электронов) с фотонами кроме

энергии носители получают также импульс. Вследствие этого электронная система приобретает направленное движение относительно решетки кристалла, и на торцах полупроводникового образца в направлении движения

возникает фото э. д. с.

На чертеже схематически показана полупроводниковая пластина, облучаемая излучением ОКГ, нри измерении мошности излучения по предлагаемому способу.

. Измерени.я проводят при комнатной температуре на С02-лазере с модулированной добротностью; частота модуляции 400 гц, длительность импульса примерно 0,25-10 сек, MOHUiocTb Е импульсе КВТ на длине волны

10,6 мкм. Излучение фокусировалось линзой с

фокусным расстоянием 200 мм в пятно площадью 1 мм и направлялось на образец по стрелке А. Фотосигнал в виде э. д. с. с контактов 1 и 2 подавался через усилитель на скоростной осциллограф. Фотоприемники воспроизводили форму лазерного импульса с точностью временного разрешения используемой электронной аппаратуры.

Предлагаемый способ измерения мощности длинноволнового ИК излучения выгодно отличается от существующих способов малой инерционностью, отсутствием охлаждения и внещнего питания, а,также простотой установки, требуемой для его реализации. Теоретическое предельное временное разрешение фотоприемников определяется временем релаксации свободных носителей тока.

Предмет изобретения

Способ измерения мощности излучения квантовых генераторов путем облучения полупроводниковой пластины с контактами электромагнитным излучением, отличающийся тем, что, с целью увеличения измеряемой мощности, повыщения временного разрещения и расщирения спектрального диапазона при комнатной температуре, полупроводниковую пластину облучают электромагнитным излучением, лежащим за пределами ее собственной фотопроводимости при отсутствиии внещнего электрического поля, измеряют фото э. д. с. в направлении излучения и по отнощению фото э. д. с. к фоточувствительности пластины судят о мощности излучения.