Устройство для измерения колебательных температур

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР, содержащее резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическим окном кюветы с активной средой и дифракционной решеткой, причем оптическое окно установлено под углом Брюстера к оптической оси резонатора, и размещенную в резонаторе нагревагмую кювету, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерений, кювета с активной средой дополнительно снабжена патрубком с оптическим окном, причем оптические окна кюветы с активной средой и патрубка установлены под углом Брюстера к оси патрубка во взадмноортогональных плоскостях , в устройстве дополнительно сформирован второй резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическими окнами кюветы с активной средой и патрубка и дополнительСП ной дифракционной решеткой, а оптическое окно кюветы с активной средой вьшолнено прозрачным для излучения первого резонатора и отражаюпдам для излучения второго резонатора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

З г511 G 01 N 21/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3632327/18 — 25 (22) 04.08.83 (46) 07,11.84. Бюл. И 41 (72) В. О. Петухов, H. Н. Стригельский и В. В. Чураков (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики АН Белорусской CCP (53) 535.24 (088.8) (56) 1. Микаберидзе А. А., Очкин В. Н., Соболев Н. Н. Измерение колебательных тем- ператур молекул в основном электронном состоянии методом обращения спектральных линий в инфракрасной области спектра 1. 0u—

ant. Spectrosc. Найат. Transfer ч. 12, 1971.

2. К. J. Dienisen, 1.Reid, С. 0апу. New

techniques for determining vibrational tempe—

ratures, dissociator, and Gain limitations in

CWCO> lasers-LEEf Journal of Quautjp

Electronics Ч. О. E — 16, 1980, р. 668—

676 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЛЕБ АГЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР, сод

„SU„„11229 О А резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическим окном кюветы с активной средой н дифракционной решеткой, причем оптическое окно установлено под углом Брюстера к оптической оси резонатора, и размещенную в резонаторе нагреваемую кювету, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерений, кювета с активной средой дополнительно снабжена патрубком с оптическим окном, причем оптические окна кюветы с активной средой и патрубка установлены под углом Брюстера к оси патрубка во взаимноортогональных плоскостях, в устройстве дополнительно сформирован второй резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическими окнами кюветы с активной средой и патрубка и дополнительной дифракционной решеткой, а оптическое окно кюветм с активной средой выполнено прозрачным для излучения первого резонатора и отражающим для излучения второго резона!

122930

Изобретение относится к измерительной тех нике и может быть использовано для измерения колебательных температур с помощью лазеров в ИК-области спектра.

Известно устройство для измерения колебательных температур, состоящее из источника сплошного спектра, газоразрядной трубки, опто-акустического приемника, вращающе-. гося диска с фильтрами, счнхронизированного мотора, отражающих зеркал, диафрагм и ще- 10 лей, формирующих излучение, а также системы регистрации (1), Недостатками данного устройства являются конструктивная сложность, недостаточная точность измерений (не более 10%), ограниченный 15 диапазон применения и длительное вреМя проведения измерений, составляющее несколько секунд.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для изме-. рения колебательных температур, содержащее резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическим окном кюветы с активной средой и дифракционной решеткой, причем оптическое окно установлено под углом Брюстера к опти-25 ческой оси резонатора, и размещенную внутрирезонатора нагреваемую кювету (2).

Определение колебательных температур с помощью известного устройства, в частности колебательной температуры ассиметричной моды молекулы СΠ— Т, осуществляется следующим образом.

Вначале проводятся измерения коэффициентов усиления слабого сигнала на двух смежных о линиях различных полос секвенции 00 1 (10 О, 02 О) (и 00 2 — (10 1, 02 1)» и

1,п и о (как правило на линии P (18) полосы 00 1— (10 О, 02 О) и P(19) полосы 00 2— о (10 1, 02 1) . Затем из отношения измеренных значений коэффициентов усиления с помощью простого выражения вычисляется колебательная температура Тч, - 5> SO

2лко

45 где К И К вЂ” коэффициенты усиления о слабого сигнала на отдельных колебательно-вращательных линиях полос 00 2— о (10ÎI 02 1) и 00ol — 50 (IO О, 02 О) „соответственно.

Недостатками известного устройства являют» ся недостаточно высокая точность измерений и значительные затраты времени на перестрой- 55 ку резонатора на различные длины волн.

Целью изобретения является повышение ,точности и сокращение времени измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения колебательных температур, содержащем резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическим окнОм кюветы с активной средой и дифракционной решеткой, причем оптическое окно установлено под углом Брюстера .к оптической оси резонатора, и размещенную внутри резонатора нагреваемую кювету, кювета с активной средой дополнительно снабжена патрубком с оптическим окном, причем оптические окна кюветы с активной средой и патрубка установлены под утлом Брюстера к оси патрубка во взаимно ортогональных плоскостях, в устройстве дополнительно сформирован второй резонатор, образованный выходным зеркалом, оптическими окнами кюветы с активной средой и патрубка и дополнительной дифракционной решеткой, а оптическое окно кюветы с активной средой выполнено прозрачным для излучения первого резонатора и отражающим для излучения второго резонатора.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит выходное зеркало I, дйфаркционные решетки 2 и 3, кювету 4 с активной средой, па|рубок 5, оптическое окно 6 кюветы 4, оптическое окно 7 патрубка

5, расположенные под углом Брюстера и задающие .взаимно ортогональные поляризации, нагреваемую кювету 8.

Устройство работает следующим образом. . При включении разряда в кювете с активной средой получают одновременную генерацию на двух линиях различных полос, например, Р(18) полосы 00 1 — (10 О, 02 О), и Р(19)

00 2 — (10 1, 02 1)1. Резонатор для полосы

00 2 — (10 I, 02 1) < образован выходным зеркалом 1 и дифракционной решеткой 2.

Внутрь резонатора для подавления линий по- + лосы 00 1 — (10 О, 02 0) < <, имеющих большое значение коэффициентов усиления, помещается нагреваемая кювета 8. Причем дифракционная решетка 2 ориентирована в пространстве таким образом, чтобы ее штрихи были параллельны плоскости поляризации излучения, которая задается окнами нагреваемой кюветы 7 и окном 6 кюветы 4 с активной средой, Резонатор для полосы 00 1 — (10 О, 02 О) „ образован выходным зеркалом 1, пластинкой иэ Ga, As 6 и дифракционной решеткой 3, которая ориентирована в пространстве таким образом, чтобы ее штрихи были перпендикулярны штрихам решетки 2. В результате та<-" кой ориентации дифракционных решеток 2 и

3 поляризации линий Р(18) и (19) будут взаимно ортогональны.

Это дает возможность их пространственного разделения на выходе с помощью поляриэаСоставитель Г. Коломейцев

Техред А.Бабинец t Корректор М. Максимишинец г

Редактор В. Иванова

Заказ 8129/35

Подписное

Тираж 822

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 торов, которые пропускают сигнал только соответствующей поляризации.

Таким образом, наличие двух резонаторов в .предлагаемом устройстве, обеспечивающих

122930 4 получение одновременной генерации на двух линиях различных полос, позволяет повысить точность и экспрессность измерения и достаточно просто автоматизировать весь процесс опредея нгия колебательных температур.