Устройство проходного типа для измерения энергетических характеристик оптического излучения
Изобретение относится к энергетической фотометрии оптического излучения . Цель изобретения - обеспечение возможности измерения как непрерывного , так и импульсно-периодического излучения, повышение точности измерений. Устройство содержит отражающую решетку 1, образованную системой прямолинейных идентичных элементов , жестко закрепленных между дисками 2 и 3, Ответвитель кинематически связан через трансмиссию 4 с приводом 5. Элементы 1-5 расположены внутри поглощающего корпуса 6, снабженного окнами, центры которых расположены на оптической оси. Внутри решетки 1 размещена закрепленная между пластинами 9, 10 система приемников излучения I1, расположенная симметрично относительно оси устройства , электрически связанная с регистратором 12, Ось устройства перпендикулярна оси вращения ответвителя и пересекает ее. Поперечный размер элементов регаетки намного меньше расстояния между ними, которое,в свою очередь, намного меньше размера входного окна. При измерениях ответвитель приводится во вращение с помощью привода 5, При проходе пучка излучения через элементы 1,7,8 часть мощности излучения воспринимается приемниками 11,выходной сигнал которых поступает в регистратор 12, 2 з.п, ф-лы, 4 ил. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
А1
nQ} (11} (51)5 С 01 -> 5/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
В8И11ВЗОМ!!:.; !! ) й- 7йМЧВИЗ
Б 1 5 ЙИ ОТЕКА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ14
ПРИ fHHT СССР (46) 23.02.91. Бюл. ¹ 7 (21) 4418930/25 (22) 29,04.88 (72) И,А.Темирбулатов (53) 536,35 (088.8) (56) Ситенков !й.Л. и др. Измеритель проходящей мощности для технологического СО -лазера. ПТЭ № 5, 1984, с.172"174.
Авторское свидетельство СССР № 1448835, кл, G О! . 5/02, 1987е (54) УСТРОЙСТВО ПРОХОДНОГО ТИПА ДЛЯ
ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРНС. ТИК ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к энерг.етической фотометрии оптического излучения, Цель изобретения — обеспечение возможности измерения как непрерывного, так и импульсно-периодического излучения, повьппение точности измерений, Устройство содержит отражающую решетку 1, образованную системой прямолинейных идентичных элементов, жестко закрепленных между дисками 2 и 3. Ответвитель кинематиИзобретение относится к энерге" тической фотометрии и может быть ис-, пользовано для измерения энергетических характеристик непрерывного и импульсно-периодического оптического излучения, Целью изобретения является обеспечение возможности измерения импульсно-периодического излучения и повьпление точности измерений, На фнг.1 изображено устройство проходного типа для измерения энер2 чески связан через трансмиссию 4 с приводом 5. Элементы 1-5 расположены внутри поглощающего корпуса 6, снабженного окнами, центры которых расположены на оптической оси. Внутри решетки 1 размещена закрепленная между пластинами 9, 10 система приемников излучения 1!, расположенная симметрично относительно оси устройства, электрически связанная с регистратором 1.2, Ось устройства перпендикулярна оси вращения ответвителя и пересекает ее, Поперечный размер элементов решетки намного меньше расстояния между ними, которое,в свою очередь, намного меньше размера вход" g ного окна, При измерениях ответвитель приводится во вращение с помощью привода 5. При проходе пучка излучения через элементы 1,7,8 часть мощ-. ности излучения воспринимается приемниками 11,выходной сигнал которых поступает в регистратор 12, 2 э.п, ф-лы, 4 ил, гетических характеристик оптического излучения; на фнг,2 — схема устройства со стороны выходного окна, разрез; на фнг. 3 и 4 — варианты выполнения ответвнтеля оптического излучения.
Устройство содержит отражающую решетку 1, образованную системой прямолинейных идентичных элементов, жестко закрепленных между двумя дисками 2 и 3, Решетка 1 и диски 2 и 3 образуют ответвитель, кинематичесl 55815 I теля. Площадки приемников нз.: учения имеют прямоугольную форму „длины их равны и параллельны осям стержней при расположении последних на оптической оси устройства со стороны ньг ходного окна, при этом выполняются соотношения
d>v9, 0«r <:-20, 1 = 1,1 — 1,31,, где 1 — размер входного окна устройства, Возможен вариант выполнения устройства (фиг,4), в котором в соответствии с п,3 формулы изобретения элементы решетки и диски расположеФ ны в два слоя между дисками 2, 3, причем элементы одного слоя ориентированы под углом +(45 + О g<20 В качестве элементов. решетки могут быть использованы металлические и диэлектрические стержни с зеркальной или матовой отражаюп1ей поверхностью диаметром О,1 — 1 мм, а также высокопрочные отражающие нити диаметром 10-100 мкм из молибдена, вольфрама, тантала, стекла, кварца. Устройство работает следующим образом. Пучок измеряемого излучения направляют вдоль оптической оси.Ответнитель с помощью привода 5 приводится во вращение с частотой n = 5— 50 об/с, При проходе пучка излучения через решетку I окна 7 и 8 часть мощности (энергии) излучения ответвляется за счет отражения и рассеивания элементами решетки I,ðàñïîложенными н зоне входного 7 и выходного 8 окон, При всех вариантах выполнения ответнителя индикатрисса рассеянного и отраженного излучения имеет лепестковую форму, а ее максимум направлен вдоль оптической оси в сторону входного окна 7. Часть отнетвленного излучения н зоне выходного окна 8 попадает на чувствительные площадки системы приемников 1 1, выходной сигнал которых поступает в регистратор 12. Величина выходного сигнала является мерой энергии ипи S= (- — — — -)D = (О 2 — О I)D 1О 50 1 и Г (--- — -- — -) S = (О 01-0 1) S 10 100 D))S я d, где в качестве В может быть величина В или H. В зависимости от соотношения между размером d элементов решетки и дисков и длиной волны % измеряемого излучения возможны различные варианты выполнения решетки и дисков,На фиг.3 принеден отнетвитель излучения, выполненный в соответствии с п,2 формулы изобретения в виде стержней с зеркальной цилиндрической отражающей поверхностью, расположенных под углом Ы к осн вращения ответвики связанный через трансмиссию 4 с приводом 5 Решетка I, диски 2 и 3 и отнетвителя расположены внутри корпуса 6, покрытым с внутренней сто- 5 роны поглощающим оптическое излучение покрытием. Корпус 6 имеет входное 7 и выходное 8 окна для пропускания измеряемого излучения, причем центры окон 7 и 8 расположены на 10 оптической оси устройства, Высота Н и ширина В окон 7 и 8 определяют размер и,.положение световой зоны устройства. Границы реаль-! ного пучка излучения обозначены на фиг . "1 и 2 штриховыми линиями. Внутри решетки 1 размешена закрепленная между двумя неподвижными пластинами 9,10 система приемников I I для измерения отраженного и, рассеянного оп- 20 тического излучения, которые расположены симметрично относительно оптической оси, Приемники излучения 11 электрически связаны с регистратором 12, Решетка 1 и диски 2 и 3 имеют 25 выпуклую отражающую рабочую поверхность и равноудалены друг от друга, при этом противоположные концы их расположены н двух плоскостях, перпендикулярных оси вращения ответви- 30 теля, на одинаковом расстоянии R от этой оси. Оптическая ось перпендикулярна оси нрашения ответнитепя и имеет с ней общую точку. Поперечный размер решетки 1, дисков 2 и .3 35 ранен d; а расстояние между ними S, Величины d u S связаны с геометрическими параметрами устройства соотношениями 1558151 мощности импульсно-периодического излучения. Различные варианты выполнения отражателя позволяют улучшить метрологические характеристики устройства, так как при этом уменьшается глубина модуляции отраженного излучения, а интенсивность отнетвленного излучения не зависит от состояния поляризации падающего излуче-. ния. Устройство позволяет обеспечить возможность измерения импульсно-периодического излучения в широком спектральном диапазоне и повысить точность измерений. Формула изобретения 1. Устройство проходного типа для измерения энергетических характеристик оптического излучения, содержащее поглощающий корпус, снабженный входным и вьгходныи окнами, внутри которых расположены на оптической оси устройства и размещенные внутри корпуса отпетнитель с выпуклой отражающей рабочеи поверхностью, установлениый с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной онтической оси устройства и пересекающей ее, привод вращения отнетнителя и систему приемников излучения, расположенную симметрично относительно оптической оси устройства и электрически связанную с регистратором, о т л н ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью обеспечения воэможности измерения импульсно-периодического излучения и повышения точности измерений, ответнитель выполнен в виде решетки, образованной системой прямолинейных идентичных элементов,равно 1 удаленных друг от друга, жестко закрепленных между двумя дисками такии образом, что противоположные концы элементов расположены н плоскостях, перпендикулярных оси вращения ответ" нителя на одинаковом расстоянии от этой оси, а система приемников излучения расположена внутри решетки,при этом рас.стояние между элементами решетки выбрано из условия 0»Я:) d 30 где D †.наименьший размер входного окна, S — расстояние между элементами решетки; d — поперечный размер элемента решетки. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что элементы решетки выполнены в виде стержней с зеркальной цилиндрической рабочей понерхностью и расположены под углом о . к оси вращения ответвителя, а чувствительные площадки приемников излучения имеют прямоугольную форму, длины их равны и параллельны осям стержней при расположении последних на оптической осН устройстна со стороны выходного окна, при этом d » 3, а угол о выбран удовлетворяющим условию О 6 ь(< 20", где A — рабочая длина волны измеряемого излучения, 3. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что элементы решетки расположены в дна слоя, причем элементы одного слоя ориентированы о под углом +(45+ (р), а элементы другого слоя ориентированы под углом -(45 + cp) к оси вращения ответвите ля, где угол (выбран из условия . О 4Ср 20 l53315 ! 1558 l5 ) 
