Приемник излучения Советский патент 1980 года по МПК G01J5/10 

(54) ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике,в частности к тепловым приемникам, и предназначено для измерения энергии и мощности импульсов видимого и инфракрасного излучений. Известны конструкции быстродействующих приемников, основанные на непосредственном поглощении излучения пироэлектрическим материалом {IJ Приемники этого типа выполнены в виде полой конусообразной модели абсолютно черного тела с электродам на вершине и основании конуса. Тако приемник обладает высокой поглощательной способностью в широком спек ральном диапазоне и высоким быстродействием. Недостатками известных приемнико являются низкая лучевая прочность и за неравномерного прогрева чувствительного элемента; неравномерная зо нальная чувствительность; низкая чувствительность, обусловленная, в первую очередь, использованием эле.к рического заряда только с части поверхности пироэлектрика (внутренней поверхности конуса) . . Эти недостатки не позволяют получить амплитуду выходного сигнала приемника на согласованном радиочастотном кабеле, достаточную для записи на современных широкополосных электроннолучевых трубках бегущей волны. Известны также приемники, выполненные в виде клинообразной модели абсолютно черного тела с электродами на вершине и основании клина 2. Этот приемник имеет высокую поглощательную способность в широком спектральном диапазоне, высокое быстродействие, равномерную зональную чувствительность. . , Недостатками его являются низкая лучевая прочность из-за неравномерного прогрева пироэлектрического чувствительного элемента; низкая чувствительность, обусловленная использованием электрического заряда только с части поверхности пироэлектрика (внутренней поверхности клина). В силу указанных выше причин выходной сигнал клинообразного приемника на согласованном радиочастотном кабеле не превышает 1,5 В и мал для записи его на широкополосную

электроннолучевую трубку бегущей волны.

Известны также приемники излучени содержащие чувствительный элемент из пироэлектрического материала в виде прямоугольной плоско-параллельной пластины, на двух противоположных поверхностях которой нанесены электроды З .

Недостаток этих приемников - низкая эффективность использования чувсвительного элемента в широком спектральном диапазоне, обусловленная различной поглощательной способностью излучения разных длин волн материалом чувствительного элемента, а также использование электрического заряда, возникающего при облучении только части поверхности чувствительного элемента.

Цель изобретения - повышение эф-, фективности использования чувствительного элемента в широком спектральном диапазоне.

Для этого предлагаемый чувствителный элемент, выполненный из пироэлектрического материала в виде прямоугольной плоско-параллельной пластины, на двух противоположных поверхностях которой нанесены электроды, расположен в -плоскости биссектрисы двугранного угла, образованного плоскими зеркалами так, что торец пластины, чувствительного элемента совмещен с ребром двугранного угла.

На фиг. 1 изображен приемник излучения, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Внутри .двугранного: угла (полого клина), образованного плоскими зеркалами 1 и 2, размещен чувствительный элемент 3. На две противоположные поверхности пластины чувствительного элемента 3 нанесены электроды 4 и 5, которые подключаются к внешней измерительной схеме. Торец пластины чувствительного элемента 3 проходит по ребру двугранного угла образованного плоскими зеркалами 1 2. В большинстве случаев толщина .прямоугольной пластины чувствительного элемента 3 меньше ее и длины и ширины, а общие размеры не jipeвосходят размеров зеркал и 2.Электроды 4 и 5, как правило, наносятся на средние по площади грани пласти- ны чувствительного элемента.

Приемник излучения работает слеД щим образом.

Измеряемое излучение подается в раскрыв полого клина, образованного плоскими зеркалами 2 и 1, отражается от них и практически полностью поглощается пироэлектрическим материалом чувствительного элемента 3 при многократном отражении от

лоских зеркал 1 и 2. При этом беспечивается почти равномерное вухстороннее облучение практически сей поверхности чувствительного элемента 3, свободной от электроов 4 и 5. Приоэлектрический разяд, возникающий в материале чувстительного элемента 3 при поглощении излучения, собирается электроами 4 и 5, с которых поступает на внешнюю измерительную схему.

Благодаря размещению чувствительного элемента в полом клине, образованном плоскими зеркалами, обеспечивается облучение практически всей его поверхности, тем самым редельно увеличивается максимальная амплитуда выходного сигнала приемника. Вместе с тем обеспечивается высокое быстродействие приемника и высокая поглощательная способность в широком спектральном диапазоне.

При принципу действия лучшими характеристиками обладает приемник излучения с чувствительным элементом в виде тонкой пластины, на узкие противоположные грани которой нанесены электроды, а излучение подается на большие по площади грани.

Предлагаемый способ позволяет реализовать предельное быстродействие ироэлектрического диапазоне.

Применение предлагаемого приемника обеспечивает возможность измерения импульсов ИК-излучения в спект- ральном диапазо 0,6-20 мкм-с временным разрешением лучше 1 не.

Формула изобретения

Приемник излучения, содержащий чувствительный элемент, выполненный из пироэлектрического материала в виде прямоугольной плоско-па)аллельной пластины, на двух противоположных поверхностях которой нанесены электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования чувствительности элемента в широком спектральном диапазоне, он снабжен двумя плоскими прямоугольными зеркалами, установленными под острыг углом друг к другу и образующими двугранный угол, в плоскости биссектрисы которого размещена пластина чувствительного элемента, торец которой совмещен с ребром двугранного угла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 321892, кл. Н 01 S 3/02, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР W 504942, кл. G 01 J 5/10, 1977 (прототип).

t

Излучение