Приемник лучистой энергии Советский патент 1980 года по МПК G01J5/12 

(54) ПРИЕМНИК ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к устройствам для измерения оптического излучения и может быть использовано, например, для измерения энергии и мощности оптических квантовых генераторов. Известны приемники лучистой энер гии 1, основным элементом конструкции которых является термопарная батарея, работающая на принципе диф ференциальной лучепоглощательной способности горячих и холодных cjiaeB. Однако это устройство отличается низкой чувствительностью и дискретной зонной характеристикой. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является приемник лучистой энергии 2, содержащий многоэлементную тер мопарную батарею, планарно сформиро ванную на диэлектрической подложке и две пластины находящиеся в теплов контакте с термопарной батареей. Пластины имеют на поверхности, прилегающей к термопарной батарее, углубления, которые обеспечивгиот различное теплосопротивление в местах контакта с горячими лодными спаями. Термо-ЭДС обусловлена разностью в тепловых потоках через холодные и горячие спаи. Однако это устройство имеет низкую чувствительность, поскольку в термоЭДС преобразуется незначительное количество тепла, так как основным назначением устройства является измерение теплового потока. Кроме того, устройство не обеспечивает измерение энергии и мощности в видимой области спектра. Оно имеет большую постоянную времени, так как не оптимизированна тепломасса приемника. Целью изобретения является расширение спектрального диапазона измерения, повышение чувствительности и уменьшение постоянной времени приемника. Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве, на одну из пластин, предназначенную для поглощения лучистой энергии и преобразования ее в тепловой поток и жестко закрепленную со стороны термопарной батареи, нанесено поглощакмдее излучение покрытие, а другая пластина, являющаяся пассивным термостатом, жестко закреплена со стороны диэлектрической подложки, причем обе пластины дефор мированы так, чтобы вершины выступов первой и второй пластин находились в точечном тепловом контакте с горячими и холодными спая ми термопарной батареи, соответстве но. На фиг. 1 показана схема констру ции предлагаемого приемника на фиг 2 - аксонометрическая проекция, то (пластины, поглощающие энергию и ра сеивающие тепло, деформированы в ви де гофр). Приемник содержит термопарную батарею, сформированную на диэлектрической подложке 2, деформированную пластину 3 с нанесенным на нее поглощающим излучение покрытием, находящуюся в тепловом контакте через диэлектрическую прослой ку 4 с горячими спаями 5 термопарной батареи, ;р еформированную пластину 6, служащую пассивным термостатом, находящуюся в тепловом ко такте с холодными спаями 7 термопарной батареи, через подложку 2 Устройство работает следующим образом. Падающая на приемник лучистая энергия поглощается пластиной 3, вследствие высокого теплового сопро тивления между пластиной 3 и горячим спаем 5 (точечный тепловой контакт) поглощенное тепло в основном расходуется на повышение температуры пластины.3. Вторая пластина, выполняющая функцию пассивного термостата, обеспечивает хороший сток тепла от холодных спаев, тем самым их температура остается равной темпера:.туре окружающей среды. Вследствие разности температур горячих и холодных спаев на конус термопарной батареи 1 возникает термо-ЭДС. Деформация пластины 3 и нанесение на нее поглощающего покрытия позв.оляют: поглощать падающую энергию по ка лориметрическому принципу на основе клина Менделнхолла, тетл самым удается значительно расширить спектрал ный диапазон в видимую область спек ра и повысить чувствительность прие ника за счет многократного поглощения излучения; при прочих равных с известным устройством технических параметрах максимально уменьшить массу поглощающего элемента и, соответственно, получить минимальную для данного типа устройств постоянную времени. За счет высокого теплового сопротивления между термобатареей 1 и пластиной 3 практически вся поглощенная энергия расходуется на повышение, температуры пластины 3 и, следовательно, вольт-ваттная чувствительность приемника значительно возрастает. Приемник лучистой энергии наилучшим образом реализуется методами тонкопленочной технологии. Формула изобретения Приемник лучистой энергии, содержащий многоэлементную термопарную батарею, планарно сформированную на диэлектрической подложке, и две пластины, находящиеся в тепловом контакте с термопарной батареей, -о т л ичающийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона измерения, повышения чувствительности и уменьшения постоянной времени приемника, на одну из пластин, жест;КО закрепленную со стороны термопарной батареи, нанесено поглоцающее излучение покрытие, а другая Пластина жестко закреплена со стороны диэлектрической подложки, причем обе пластины деформированы так, чтобы вершины выступов первой и второй пластин находились в точечном тепловом контакте с горячими и холодными спаями термопарной батареи, соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Баркалоу В.Н. и др. Колориметр, основанный на принципе дифференциальной лучепоглощательной способности, Приборы для научных исследований, № 4, 1969, с. 9-12. 2.Патент США № 3680374, :кл. 73-190, опублик. 1972 (прототип) .