Устройство для измерения энергии излучения Советский патент 1980 года по МПК G01K17/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения энергии импуль сных лазеров видимого и инфракрасно го диапазона при длительностиимпульса излучения от единиц наносеку до сотен миллисекунд. Известны калориметрические йэмёрители энергии с приемными элёментами, обладающими объемным поглощением, например с жидкостными поглотителями 1 , Такие измерители состоят из приемника излучения, содержащего расположенные в корпусе приемный элемент, датчик температуры приемного элемента, теплобтвод и регистрирующего устройства, ,--Одйако жидкостные калориметры се лективны, сложны и обладают сравнительно большими габаритами, вследст вие чего их невозможно монтировать в матрицы, когда требуется измерить распределение энергии по сечению пучка излучения, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения энергии излучения лазеров, содержащее приемник излуче-. ния, приемный элемент которого выполнен из нейтрального стекла в форме диска толщиной 2 мм. Стекло припаяно с помощью индиевого припоя к круглой медной подложке (2, В качестве датчика температуры применена четырехспайная термобатарея, горячи koHUH которой находятся в контакте с подложкой, а ХОЛОДные - с теготоотводом, соединенным с теплоизолирующим корпусом. Сигнал с термобатареи поступает на регистратор, в качёётве kOTOJsoro использован баллистический гальванометр, В этом устройстве для предотвращения повреждения подложки при работе на верхнем пределе измерений приемный элемент должен поглотить всю п5)Ошедшу1Ь йнутрь kero энергию и поэтому он имеет значительную толщину, а значит и теплоемкость. Вместе с тем, большая часть энергии излучения, прошедшей eHyTi Jb ; прйёмного элемента, поглощается его внешним слоем толщиной О,5-0,8 мм, тогда как остальной больший объем приемного -элемента поглощает меньшую часть энергии излучения. Такая конструкция приемного элемента снижает чувствительность

устройства при фиксированном верхнем пределе измерений.

Цель изобретения - увеличение чувствительности .устройства при сохранении верхнего предела измерений

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из приемника излучения, содержащего расположенные в корпусе стеклянный Гф й ёмный элемент,, размещенный на теплопроводной подложке, датчик температуры приемного элемента, теп лоотвод, и регистратора, приемный элемант снабжен зеркальным покрытие cd стороны подложки.

На чертеже схематично показано предлагаемое устройство. Устройство содержит приемный элемент 1, зеркалное покрытие 2, медную подложку 3, термобатарею 4, теплоотвод 5, теплоизолирующий корпус 6 и регистратор 7.

Зеркальное покрытие 2 приемного элемента 1 может быть выполнено, например, из гшюминия или серебра. Приемный элемент соединен при помощ пайки или теплопроводного клея с медной подложкой 3, к которой приклеены горячие спаи термобатареи 4. Термобатарея 4 в качестве датчика температуры приемного элемента имее 500-800 спаев, равномерно распределенных по поверхности подложки 3. Холодные спаи термобатареи 4 приклеены к теплоотводу 5, изготовленному, например, из меди, и имеющему на задней поверхности ребра для более быстрого остывания. Указанные элементы, заключённые в теплоизолирующий корпус б, образуют приемник ,

Устройство работает следующим образом.

Исследуемое излучение, попадая на приёмный лёМен т 1, частично поглощается в нем, нагревая его. , При этой чисть излучения, прошедшая сквозь приемный элемент, отражается зеркальным покрытием 2, дополнительно нагревая приемный элемент. Далее termo раейрбё раняется по выравнивающей температуру медной подложке 3, нагревая горячие спаи термобатареи 4. Массивный теплоот 1вод5 пдддерШвает на неизменном уровне температуру холодных спёёв термобатареи 4.

В результате возникшей разнЬ ст1} температурил спаев дъ на концах тёрйобвтйреи возникает разность потенциалов , измеряемая регистратором 7 ( - коэффициент tepiMb ЭДС тё;рмобатареи 4) Г По величине ли измеряется энергия отдельного импульса излучения.

Введение зеркального покрытия позволяет предохранить материал, соединяющий подложку со стеклом, и са-.. му подложку от разрушения при работе на верхнем пределе измерений, причем в зависимости от лучевой

стойкости стекла и зеркального покрь тия, толщина стеклянного приемного элемента расчитывается по формуле

L-egfN/K,

(1),

где N - отношение лучевой стойкости стекла к лучевой стойкости

зеркального покрытия;

х показатель поглощения стекла , 1/мм. .

Приведенная формула непосредствен но следует из известной зависимости, связывающей коэффициент пропускания t , показатель поглощения kix и толщину L стекла

..n-H-V.

(2)

tlO ,.

полагая. --l/N , (3) .

Толщина приемного стеклянного элемента может быть значительно уменыиена по сравнению с прототипом,

Q что и дает выигрыш в чувствительности в 3-6 раз при сохранении верхнего предела измерений.

Применение предложенного устройства устранит необходимость разработки ряда калориметров, имеющих близкие диапазоны измеряемых энергий, расширит сферу применениякалориметров со стеклянными элементами, что дает экономию в народном хозяйстве.

Формула изобретения

Устройство для измерения энергии

5 излучения, состоящее из приемника излучения, содержащего расположенный в корпусе стеклянный приемный элемент, размещенный на теплопроводной подложке, датчик температуры приемного элемента, тёплоотвдд, и регистратора, о т л и чающее с я тем, что, с целью увеличения чувствительности устройства, приёмный элемент снабжен зеркальным покрытием

е со стороны подложки. ;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2, Патент США W 3575048,

кл. G 01 К 17/00, опублик.13.04,71

г

I I I I I . I . I . I

е 7

Т

J