Устройство для регистрации лучистой энергии

 

УСТРОЙСТВО ZWfl РЕГИ- , СТРАЦИИ ЛУЧИСТОЙ ШЕРГИИ, соцержащее световод и приемник иэлуче , ния расположенный в интегрирующей камере, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью увепичения равномериооти пропускания излучения в прецепах попя зрения устройства и уменьшения Ьго габаритов в него введены жестко связанные параболический отражательи коническая бпенаа, световод выпоганен в вице усеченного.конуса, связанного менъигам основанием с интегрирующейкамерой , а большим - с параболическим отражателем и бленцой, причём нормаль к отражателю на оси конуса составляет с послеш1ей угол , а фокус совмещен с вершиной конуса. Ш /#в со ел ел ел ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .ОСЦЦ 9

А ае m

З Бц Q 02 В 27100.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕ ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3229689/18-10 (.22) 24.10,80 (46) 15.08.83.. Бюл. ¹ 30 (72) М. 3, .Хохлов (71) Институт космических исслецований АН СССР (53) 535.8 (088.8) (56) 1. Патент США ¹ 3624834, кл. 350 202. опублик. 1971, 2."АррРтед Ор 1сэ", 15, 1976, % 1, р. 5:3 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИ

СТРАБИИ ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ, coqep жащее световод и приемник излучения, расположенный в интегрирующей камере, отпич ающеесятем, что, с цепью увелнчения равномерности пропускания Излучения в прецелах . поля зрения устройства и уменьшения н о габаритов в него ввеценвг жестко связанные параболический отражатель и коническая бленца, световоц выполнен .в вице усеченного конуса, связанного меньшим основанием с интегрирующей камерой, а большим - с параболическим отражателем и бленцой; причем нормаль к отражателю на оси конуса составляет с послецней угол 45", а фокус совмещен с вершиной конуса.

85855 2

1 направленности устройства, более бпиэ10 Изобретение относится к устройствам регистрации лучистой. энергии, в особен ности к таким, цля которых паразитное

HBlI eRHs в. косых пучках намного превышает полезный сигнал, размер приемника меньше линейного поня в пространстве предметов вхоцной оптики, и в которых приемник цля поцавпения внутренних шумов охлаждается, напри мер, цо температуры жицкого гелия.

Устройство может быть использовано в фотометрах и телескопах, особенно в далекой инфракрасной области спектра.

Известно устройство регистрации лучистой энергии, соцержашее приемник излучения и конический световоц (1 ) .

Наиболее близким к изобретению является устройство для регистрации лучистой энергии, соцержашее световод и приемник излучения, расположенный в интегрирующей камере. Использование интегрирующей, камеры увеличивает цо» лю излучения, принимаемую приемни.ком 2)..

К недостаткам устройства относятся большие габариты, увеличивающиеся при фиксированном размере приемника о6» ратно пропорционально квацрату вхоцного углового поля устройства, и фор ма вхоцной.циаграммы направленности устройства, заметно отличающаяся от прямоугольной, что снижает чувствитеш ность системы и повышает габариты вход» ной оптики, Бель изобретения - увеличение рав нсмерности пропускания излучения в пределах поля зрения устройства и умень шение его габаритов.

Указанная цепь достигается тем, что в устройство цля регистрации лучистой энергии, содержащее световои и прием-, ник излучения, расположенный в интег» рируюшей камере, введены жестко свя эанные параболический отражатель и. коническая бленда, световоц выполнен в вице усеченного конуса, связанного меньшим основанием с интегрирующей камерой, а большим - с парабопи» ческим отражателем и блендой,причем нормаль к отражателю на оси конуса составляет с послецней угол 45 а фокус совмещен с вершиной конуса.

Увеличение эффективности использо вання вхоцной оптики, привоцящее к повышению чувствительности системы и снижению ее габаритов и веса, достигается бпагоцаря тому, что примененный параболический отражатель обеспе чивает получение вхоцной диаграммы

:кой к прямоугольной по сравнению с соответствуюшими циаграммами конического и параболического светово5 цов. Габариты устройства могут быть снижены при одновременном увеличении эффективности использования вхоцной оптики и изготовление устройства мзжет быть упрошено благоцаря тому, чтЬ укаэанный параболический отража»тель можно использовать в сочетании с усеченным конусом, более коротким и простым. в изготовлении по сравнению с параболическим светово дом.

13

На фиг. 1 привецена оптическая схема устройства; на фнг. 2 - формы циаграмм направленности устройств.

Устройство регистрации лучистой

20 энергии имеет приемник 1, например болометр, помещенный на оси цилинцрической интегрирующей камеры 2 против отверстия 3 циаметра 3)1 в ее боковой стенке. К отверстию 3 пристыкован

25 усеченный конус 4 с углом при верши-. не 2q, выхоцное сечение которого совпадает с отверстием 3, а вхоцное сечение 5 имеет цнаметр В2,больший 0„, jHa входе конуса расположен корректс;нрующнй вхоцную угловую циаграмму направленности устройства параболическийй отражатель 6, являющийся частью параболоица 7 с фокусом в вершине ко нуса 8. Ось параболонца 9 и перпенЗ5 плоскость, в точке 10 которой на краю вхоцного сечения конуса 5 состыкованы друг с цругом конус и отражатель. При таком выполнении отражателя нормаль

4g к нему на оптической оси образует с послецней угол 45о, а сама оптичесо, кая ось в этой точке поцвергнута на 90 в сторону вхоцной оптики. Отражатель ,снабжен блендой 11 с циафрагмой 12 нэ45 .ля. Йиафрагма с максимальным циамеъром З перпендикулярна части оптн ческой оси, направленной в сторону входной оптики. Бленда со стороны вхоцной оптики представляет собой усеченный конус с углом при вершине 2 си, равным выходному угловому полю axogной оптики, пристыкованный своим меньшим основанием диаметра 32 к диафрагме 12. Высота бленды опрецепяет55 ся углом с, равным ot sin(>< /32)+

Оставшаяся, полость ограничена частяцвух цилиндрических поверхностей диаметра Э2 с взаимно перпендикулярными осями, каждая иэ которых Gapmt3 10 яепьна соответствующей части оптичес-.. кой оси устройства.

Устройство работает следующим образом.

Изпучение, собранное -входной оптикой в ппоскости диафрагмы 12 устройства, после отражения от отражатепя 6 и частично от стенок конуса 4 достигает интегрирующей камеры 2 и приемника l.

Луч 13 - пример луча с углом паде» ния в пределах входного угпового поля входной оптики, который после нео» копьких (в цанном спучае цвух) отраже»ний цостигает приемника. Луч 14 при .надлежит паразитному излучению в косых пучках и поспе ряца отражений на стенке конуса и повторного отражения от отражателя покицает устройство, не цостигнув. приемника.

Светосила устройства остается предельно бопьшей, поскопьку парабопичеэ» кое эеркапо, поворачивая оптическую ось системы на 90о, не изменяет вход» ной ппощаци устройства. Крылья циы раммы направленности устройства опрецепяются в основном разницей в расстояниях car различных участков параболического эеркапа цо вершины конуса и поэтому .могут быть уменьшены с уменьшением раскрыва 2у конического све товода при увеличении его алины, так что при малых g C 10 диаграмма нап равпенности прецлагаемого устройства . значительно ближе к ицеапьной прямо, Ь"опьной форме, чем у параболического .

Эффективность испопьзования вход ной. оптики при применении прецпагаемого устройсгва увеличивается на 10 0 20% по сравнению с устройствами, включающими парабопический световоц, и соответственно в три раза по срав нению с устройствами, вкпючающими койический световоц. Это поэвопяет

25 в такое же чиспо раэ увепичить чувстви тельность . системы либ о при сохранении исходного уровня чувствитепьности снижть габариты и вес системы как непосредственно в такое же чиспо раэ ц за счет. уменьшения габаритов, так и за счет снижении требований к вибро» прочности при меньших габаритах, Сни-. жение габаритов и веса системы особен

jso существенно при ее исцодьэовании на. космических аппаратах

35555 4 световоца; причем чиспо отражений на стенках усеченного конуса 4 иэ»за вве цения цопопнитепьного параболического отражатепя остается мапым. При tgqболь. шем tow(1-si ee) цпина устройства меньше цпины устройства, вкпючающего параболический световоц, с теми же 3) и 332 . Диаграмма, направпен

1 ности 15 (фйг. 2) цанного устройства

10 с g. равным 5, при ы, равном 6 » имеет участок а 9, на котором Р(О ) меньше единицы, в два раза бопее узкий по сравнению с диаграммой 16 qns устройства, вкпючающего парабопический световоц.

ВНИИПИ Заказ 5 828f 4 7

Тираж 5 1 1 Подписное

Филиал ППП "Патент, r.Хжгоррп,ул. Проектная,4