Измеритель оптических потерь

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5044395/25 (22) 2?.05.92 (46) 30.1093 Бют1 йа 39-40 (7S) Бубличенко ИА; Лебедев AB. (73) Московсний инженерно-физический институт (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОПТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ (57) Использование: оптическое приборостроение, фотометрия и рефлектометрия, газоанализ, Сущность изобретения: в двухканальном измерителе ()9) КЦ (и) 2002215 Я (51) 5 G 131 28 оптических потерь с многоходовой системой, обусловленные флуктуациями пространственного и углового распределения интенсивности излучения источника смещения световых пятен по измерительному и опорному фотоприемникам, пропорциональны размерам их приемных площадок что ведет к выравниванию относительных изменений сигналов с фотоприемников. 5 зл, ф-лы, 1 ил.

2002215

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при разработке приборов спектрального анализа, абсорбционных газоанализаторов, фотометров и рефлектометров.

Известен измеритель оптических потерь, содержащий оптически связанные источник излучения, светоделитель, модулятор иэлуче° ния, многоходовую зеркальную систему в измерительном канале, обладающую. передней и задней главными плоскостями, фокусирующую систему и фотоприемник, соединенный со схемой регистрации, К недостаткам измерителя относится влияние нестабильности пространственного и углового распределения интенсивности потока излучения источника, обусловленное наличием зонной неоднородности чувствительности фотоприемника.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель оптических потерь, содержащий оптически связанные источник излучения, опорный и измерительный оптические каналы, многоходовую систему в измерительном канале, обладающую передней и задней главными плоскостями, модулятор излучения в каналах, фокусирующие системы и фотоприемники измерительного и,опорного каналов, соединенные со схемой регистрации, Недо-. статок этого измерителя состоит во влиянии нестабильности пространственного и углового распределения интенсивности потока излучения источника, Изобретение позволяет повысить точность измерений за счет снижения влияния флуктуаций пространственного и углового распределения интенсивности источника.

Это достигается тем, что в измерителе оптических потерь, содержащем оптически связанные источник излучения, светоделитель, модулятор излучения, измерительный канал, включающий многоходовую систему, обладающую передней и задней главными плоскостями, фокусирующую систему и фотоприемник, опорный канал, включающий фокусирующую систему и фотоприемник, а также схему регистрации, соединенную с фотоприемниками, в измерительном канале фотоприемник оптически сопряжен в задней главной точке многоходовой системы, в опорном канале фотоприемники оптически сопряжен с точкой, приведенное расстояние до которой от источника излучения равно приведенному расстоянию от источника до передней главной точки многоходовой системы, а отношение линейных увеличений фокусирующих систем в каналах равно отношению размеров приемных площадок фотоприемников.

Кроме того, фотоприемники выполнены идентичным или совмещены, а увеличения фокусирующих систем равны.

Приведенное расстояние от источника излучения в опорном канале равно таковому в измерительном канале эа вычетом приведенного расстояния от передней до задней главных точек многоходовой системы, причем фокусирующие системы выполнены идентичными или совмещены.

В опорный и измерительный каналы введены оптические системы так, что каустика излучения в измерительном канале согласована с собственной каустикой мно15 гоходовой системы, а приведенные расстояния от источника излучения до оп;. !еских систем равны, причем последние выполнены идентичными или совмещены.

Кроме того, многоходовая система выполнена в виде устойчивого открытого резонатора, образованного двумя зеркалами, в одном из которых выполнено окно вводавывода излучения, а светоделитель и okho совмещены. ! .

Наличие отличительных признаков свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию изобретения "новизна", а то, что совокупность заявленных признаков не обнаружена в известных технических решениях позволяет судить о соответствии критерию изобретения "существенные отличия"., Сущность изобретения заключается в снижении погрешности измерений, свяэан35

55 ной с флуктуациями пространственного и углового распределения интенсивности излучения источника, Для достижения положительного эффекта приняты меры к тому, чтобы величины смещений световых пятен по фотоприемникам были пропорциональны размерам их приемных площадок и тем самым к равенству относительных изменений сигналов с фотоприемников. В предложенном устройстве это достигается за счет того, что выбором соответствующих приведенных расстояний Li/g i (где 4 — длина оптического отрезка; f I коэффициент преломления) измерительный и опорный фотоприемники оптически сопряжены с одним и тем же сечением пучка излучения источника, а линейные увеличения фокусирующих систем соотносятся как размеры приемных площадок соответствующих фотоприемников.

Наиболее эффективно подавляется влияние флуктуаций пространственного и углового распределения интенсивности излучения источника в случае использования в измерителе одного фотоприемника, 2002215

40 совмещающего функции измерительного и опорного. При применении в измерителе системы согласования каустики пучка излучения с каустикой многоходовой системы параметры пучков, падающие на фокусирующие системы в измерительном и опорном каналах. идентичны, что позволяет снизить требования к точности установки фотоприемников в соответствующие сопряженные точки, Применение в качестве многоходовой системы устойчивого открытого оптического резонатора с внеосевым распространением пучка излучения позволяет уменьшить оптическую длину пути опорного канала и тем самым снизить размеры измерителя.

Положительный эффект достигается эа счет того, что передняя и задняя главные точки устойчивого открытого оптического резонатора расположены на отражающей поверхности зеркала с отверстием вводавывода излучения. Совмещение светоделителя и окна ввода-вывода излучения многоходовой системы упрощает оптическую схему измерителя и, кроме того, позволяет снизить требования к точности установки фотоприемников s соответствующие сопряженные точки. поскольку излучение, поступающее в измерительный и опорный каналы, отражается от жестко связанных между собой элементов многоходовой системы: излучение опорного канала от окна ввода-вывода излучения, а излучение измерительного канала от открытого оптического резонатора как целого.

На чертеже представлена оптическая схема измерителя. Измеритель содержит источник 1 излучения, систему 2 согласования каустики излучения с каустикой многоходовой системы, многоходовую систему 3, образованную сферическими зеркалами 4 и

5, одно иэ которых имеет окно 6, а также модулятор 7, фокусирующую систему 8, фотоприемник 9 и схему регистрации 10. Окно

6 одновременно является светоделителем, Измеритель работает следующим образом. Излучение источника 1 проходит согласующую оптическую систему 2 и направляется в многоходовую систему 3.

Вышедшее иэ MHQroxoäoBîé системы излучение проходит модулятор 7 и направляется на фотоприемник 9 фокусирующей системой

8. Излучение, отраженное светоделителем 6, также направляется на фотоприемник 9 фокусирующей системой 8. В схеме регистрации

10 осуществляется стандартная обработка фотосигнала из измерительного {из многоходовой системы) и опорного (отраженного отсветоделителя) каналов, позволяющая определить величину потерь, вносимых исследуемых обьектом. Таким образом могут быть определены, например, потери в обьекте, гюмещенном внутри многоходовой системы, коэффициент поглощения газа или его концентрация, коэффициент отражения зеркала, которое устанавливается вместо одного из зеркал многоходовой системы.

Использование измерителя в качестве рефлектометра наиболее эффективно при применении многоходовой системы в виде устойчивого открытого оптического резонатора с вогнутым зеркалом, имеющим окно ввода-вывода, так как исследуемое зеркало в этом случае может иметь различную кривизну, в том числе быть выпуклым. Исследуемое зеркало устанавливают вместо сплошного- зеркала многоходовой системы и перемещают вдоль оси системы до совпадения световых пятен входного и выходного лучей на окне ввода-вывода. (56) 1. Тохтуев Е. Г., Ларченко В, И„Гейко О.

Н., Желязо Н. С, Использование лазерного абсорбционного метода для определения микроконцентраций углеводородов в воздухе,/ Современные инструментальные,етоды и средства газоанализа; Сб. научных трудов ВНИИАП. Киев, ВНИИЛП, 1905, с, 52-62, 2. Гейко О. Н., Суглоба А. И., Тохтуев Е.

Г. Исследование влияния параметров HeNe-лазера на стабильносгь показаний лазерной гаэоаналитической системы./

Состояние и перспективы развития систем и приборов анализа состава веществ,Тезисы докладов, Республиканская науч.-техн. конф. Киев, 1978, с. 73., 2002215 ч

Формула изобретения

Составитель И.Бубличенко

Техред M.Mîðlåíòàë Корректор Н.Милюкова

Редактор Т.Яковлева

Тираж . Подписное

КПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3169

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 10

1, ИЗМЕРИТЕЛЬ ОПТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ, содержащий оптически связанные источник излучения, светоделитель, модулятор, измерительный канал, включающий многоходовую систему, обладающую передней и задней главными плоскостями, первую фокусирующую систему и первый . фотоприемник, опорный канал, включаю- „ щий вторую фокусирующую систему и второй фотоприемник, а . также схему регистрации, соединенную с фотоприемни- ками, отличающийся тем, что в измерительном канале фотоприемник оптически сопряжен с задней главной плоскостью многоходовой системы, в опорном канале фотоприемник оптически сопряжен с точкой; приведенное расстояние до которой от источника излучения равно приведенно-, 20 му расстоянию от источника до передней главной плоскости многоходовой системы, а отношение линейных увеличений фокусирующих систем в каналах равно отноше нию размеров приемных площадок фотоприемников.

2, Измеритель по п.l, отличающийся тем, что фотоприемники выполнены идентичными или совмещены, а увеличения фокусирующих систем равны. - 30

3. Измеритель по п.2. отличающийся тем, что приведенное расстояние от источника излучения до второго фотоприемника в опорном канале равно таковому в измерительном канале за вычетом приведенного расстояния от передней до задней главных плоскостей многоходовой системы, а фокусирующие системы выполнены идентичными или совмещены.

4. Измеритель по п.2 или 3, отличающийся тем, что опорный и измерительный каналы дополнительно содержат оптические системы для согласования каустики изучения с собственчой каустикой многоходовой системы, а приведенные расстояния от источника излучения до оптических систем равны, причем последние выполнены идентичными или совмещены.

5. Измеритель по п.2, или п.3, или п.4, отличающийся тем, что многоходовая система выполнена в виде устойчивого открытого . оптического резонатора, образованного двумя зеркалами, в одном иэ которых выполнено окно для ввода и вывода излучения.

6. Измеритель по п.5, отличающийся тем, что светоделитель и окно для ввода и вывода излучения совмещены.

Измеритель оптических потерь Измеритель оптических потерь Измеритель оптических потерь Измеритель оптических потерь 

 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области фотометрических измерений и касается устройства для измерения чувствительности и пороговой энергии фотоприемных устройств. Устройство включает в себя источник непрерывного излучения, вращающееся зеркало или призму и щель, образующих импульсный источник излучения в виде ослабителя-преобразователя и ослабителя-формирователя пучка излучения в виде коллиматора, на оптической оси которого, ближе к фокальной плоскости, находится выходное отверстие фотометрического шара. Щель импульсного источника излучения расположена перед входным отверстием фотометрического шара. Расстояние от щели до зеркала или призмы, размер щели и скорость вращения зеркала или призмы выбираются таким образом, чтобы длительность импульса излучения за щелью была бы меньше длительности импульсной характеристики исследуемого фотоприемного устройства. Технический результат заключается в расширении динамического диапазона устройства. 1 з.п. ф-лы.
Наверх