Координатно-чувствительный пироэлектрический пРиЕМНиК"излучЕНий Советский патент 1981 года по МПК G01J5/58 

(54) КООРЙИНАТНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

I

Изобр1втение относится к области р&днашгонной пирометрии и может быть испч льзовано в следшдих системах управл&ния, ориентации и наведения для определ& ния координат потоков электромагнитного излучения, например лазерного, в ширеком спектральном диапазоне от видимомой до инфракрасной области спектра.

Известны позиционно-чувствительные тфоэлектрические приемники Излучения; О содержащие пластину: из пироактйвного материала, на облучаемой и обратной сторонах которой расположены встречно вктпоченные электроды. При локальном нагреве пластины излучением в пироактивном крвсталяе происходит частичное разориен

тировднве электрических диполей,, в результате чего между электро;{ами, расположенными напротивоположных сторонах тины, возншсает разность электрических потенциалов. Величина напряжения пропоршюнал1ьна облученной площади электрода &}.

Имея линейную координатную чувствительность в широком спектральном диапазоне ; указанньхе приемники не обеспечивают измерения мощности нестационарного. ,потока излучения одновременно с определением координат его энергетического .центра, поскольку выходной сигнал зависит не только от величины облученной площади электрода, но и от изменения интенсивности падающего на пластину излзгчения.

Известен также пироэлектрический координатно-чувствительный приемник излучения, который содержит плоский чувствительный элемент из равномерно поляризованного пироактйвного материала, на .облучаемую поверхность которого нанесено сплошное проводящее покрытие, а на псжерхности, обратной облучаемой, располжены четыре секторных электрода, вывотненные в виде сплошных покрытий участков поверхйости пластины, образованных перес ечением осей координат. Рриемник имеет схему обработки сигналов

692339

Включающую блоки определения коорД нат X и V к которым попарно подключены противоположно расположенный электроды 2}.

Регистрируй1ядй поток излучения падает ка приемную пластину, вызывая рш ее и местное раэориентировапие части электрических диполей ов пироактивном материале. Это приводит к появлению электрических зарядов и,

оЗгОтветствённо, разности потенхшалов между секторными электродами и облучай«(ым покрытием. Сигналы от . .электроде поступают в схему обработки.

При этом разность сигналов с диаметрально противоположных секторных электродов соответствует расстояййю между энергетическим центром потока излучения и г«)мегрическим центром приемной пластины (или, что то же самое, одной из двух координат X и Y энергетичекого центра ,потока излучения) .

Это устройство служит для юстировки, тпример лазерного излучения. Однако точноьть юстировки недостаточно высока, так как для прсеедения этой операция необходимо излучение точно наввзте к пентру координат. Но координатная чувствительность приемника вблизи нуля, .недостаточна, что снижает точность наведения пучка излучения. Кроме того, в случае, когда диаметр пучка меньше половины диаметра приёмного элемента, то пр попадании его в зону одного ю секторных электродов пучок не выходит за гра НИНЫ сектора, вследствие чего возникает неоднозначность отсчета при нахождении его координат, трудность в их определении .

.

Цель изобретения - повышение точности отсчета координат.

Это достигается тем, что в координатно-чувствиТельном приемнике излучения чувствительный элемент выполнен в виде усеченного тела вращения, а симметричные электроды нанесены на его наклонную боксюую поверхность.

В связи с тем, что малое основание . чувствительного элемента не имеет пок-г рытЕЯ, вокруг оси вращения обра)зу;ется зона с диаметром малого оснЬрания , в которой юбота вироприемника основа на на размытии теппсжого изображения на границе металл - сегнетоэлёктрик и кобрдинатная чувствительность в этой зоне при лника на порядок выше, чем в бекторных зонах. Поскольку ось вращения тепа проектируется в нутювую точку плоской Системы координат на облуча .емой поверхности, то вследствие высокой координатной чувствительности в центральной зоне значительно повышается точность отсчета координат вблизи нуля, что чрезвычайно важно, так как, например, юстирсжка пучка источника излучения ведется по нулевому сигналу.

При этом,вследствие наклонности боковой псжерхности тела вращения, чувствительный элемент имеет переменную толщину, возрастающую от периферии к центральной зоне, в результате чего смещение пучка, даже если эгр диаметр достаточно мал (меньше половины диаметра чувствительного элемента), дает однозначное. гоменение сигналаJ что позволяет подводить пучок -к центру элемента, т.е. к наиболее коордиНат:ю-чувствительной зоне..

Выполнение чувствительного элемента в форме гиперболоида вращения обес- печивает линеаризацию координатной характеристики по всему .полю облучения элемента.

На чертеже показан координатно-чувствительный пироэлектрический приемник ИЗлучения, содержащий чувствительный элемент 1 из поляризованного пироактивного материала, выполненный в ввде усеченного тела вращения, имеющего большее и меньшее плоские основания. Тело вращения представляет собой усеченный гиперболоид вращения, образующая сечения которого выражена зависимостью

.. 2Ч(И. где 5. - координата по толщине усеченно го гиперболоида}

гтекущая координата по диаметру большего основания усеченного : гиперболоида вращения, причет/ для

|ГК| .

|-.

2

100 in 5d .

2 0

где - диаметр малого основания усеченного гиперболоида вращения, рав ный диаметру исследуемого пучка. На большее основание 2 чувствительш го элемента нанесено сплошное проводящее покрытие 3, ,на которое нанесен г; слой 4 черни. На наклонную поверхность чувствительного элемента нанесены четыре симметричных электрода 5 в виде