Способ измерения мощности излучения Советский патент 1982 года по МПК G01J5/10 

Поэтому измерения проводят в диапазоне температур, лежащих вдали от точки Кюри - в полярной фазе, что позволяет однозначно судить о мощности измеряемого потока. Изменение температуры кристалла при работе в линейном режиме составляет 10-5-10-2 К°.

Однако, для измерения кратковременных импульсов (10- -10-° с) этот способ непригоден, так как чувствительность приемника при использовании его в описанных режимах недостаточна.

Цель - повыщение чувствительности и расширение диапазона измерения характеристик до области субнаносекундных импульсов.

Цель достигается тем, что в способе измерения мощности излучения устанавливают начальную рабочую температуру приемника, например, для кристалла триглицинсульфата - 40°С, измеряют время нарастания фронта электрического сигнала и определяют мощность излучения в соответствии с зависимостью

С(Т,-Тр)

w

y-t.

где -W - мощность излучения;

Го - тем пер атур а максимумаэл ектр и ческого сигнала;

Ту - начальная рабочая температура

сегнетоэлектрика;

С - теплоемкость сегнетоэлектрика; X - коэффициент поглощения сегнетоэлектрика;m - время нарастания фронта электрического сигнала.

На фиг. 1 изображен график зависимости пироэлектрического коэффициента Y и диэлектрической проницаемости е от температуры; на фиг. 2 - кривые напряжения сигналов измерения пироэлектрического тока {/-f и диэлектрической проницаемости и ; на фиг. 3 - кривая нагрева сегнетоэлектрического кристалла при облучении последнего радиационным потоком.

Способ измерения мощности с помощью сегнетоэл ектр и ческого приемника заключается в установлении начальной рабочей температуры сегнетоэлектрика Гр, которая различна для различных кристаллов (например, для кристалла триглицинсульфата - 40°С), нагреве чувствительного элемента, вырабатывающего электрический сигнал, измеряемым лучистым потоком до температуры максимума электрического сигнала Го, соответствующего, например, температуре максимума пироэлектрического коэффициента у-Го (см. фиг. 1) или температуре максимума диэлектрической проницаемости 8-Го (см. фиг. 1). Этим экстремальным величинам соответствуют напряжения выходных сигналов (/-, и И (см. фиг. 2), по времени нарастания фронта которых ш и С (см. фиг. 2) мощность излучения определяется в соответствии с формулой

С(То-Тр) С(Т1-Тр)

U7

или W

- т-im

этом, как показано на фиг. 3,

ТО-ТР

Т,Тп

Гр

t„

т. е. вне зависимости от того, по максимуму какого сигнала U- или Иг определяется время, результат измерения будет одним и тем же.

Способ обладает значительно более высокой чувствительностью, чем известный, основанный на линейном пироэффекте, и обеспечивает измерение мощности излучения очень коротких импульсов. Например, при измерении мощности излучения линейным пироприемником на основе триглицинсульфата при длительности импульса 10- с его чувствительность составляет 10 В/Вт, в то время как при измерениях по предлагаемому способу чувствительность того же приемника В/Вт, что позволяет измерять импульсы длительностью 10-- 10- с.

В этой связи способ может быть использован для измерения мощности лазерных пучков в импульсном режиме.

Способ измерения мощности излучения с помощью сегнетоэлектрического приемника излучения по сравнению с прототипом обеспечивает повышение чувствительности и расширение диапазона измерений импульсов излучения вплоть до импульсов субнаносекундной длительности. Экономический эффект, ожидаемый от использования предложенного технического рещения, составляет от 10 тыс. до 50 тыс. рублей s год.

Формула изобретения

Способ измерения мощности излучения путем определения начальной рабочей температуры сегнетоэлектрика, нагрева его измеряемым лучистым потоком и измерения характеристики генерируемого им электрического сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измерений до субнаносекундных импульсов, устанавливают начальную рабочую температуру сегнетоэлектрика вблизи фазового перехода в полярной фазе, измеряют время нарастания фронта электрического сигнала и определяют мощность излучения в соответствии с зависимостью

С(Г,-Гр)

г

t.t.

где W - мощность излучения;

Го - температура максимума электрического сигнала; Гр - начальная рабочая температура сегнетоэлектрика; С - теплоемкость сегнетоэлектрика; и- коэффициент поглощения сегнетоэлектрика;/т - время нарастания фронта электрического сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N° 441458, кл. G 01J 5/44, 1971. 2.Кременчугский Л. С. Сегнетоэлектрические приемники излучения. - Киев, «Наукова думка, 1971, с. 218-223 (прототип).

т г I

Р

IP о

Т.С

фиг I