Тепловой приемник лазерного излучения

 

"(ЖС ч

Q Д лЯ:С.А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<" 668414

Союз Советских

Социалистических

Респу6лни

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено280676 (2) )2377725/18-25 (5! )М. Кл. с присоединением заявки М

G 01 3 5/02

ВнударстнвннИ кнннтет.СССР ао данам нзобрнтвннй в етнрнтнй. (23) Приоритет (Я) бД (536.5 (088.8 ) Опубликовано 25р28р. Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 280280 (72) Авторы изобретения

С,С,Громов, Е.В.Лесников,. Н.В.Никитин и А.В.Шилин (71) Заявитель (54) ТЕПЛОВОЙ ПРИЕМНИК ЛАЗЕРНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области приборостроения, а более конкретно к калориметрическим измерителям энергии и мощности лазерного излучения,-- работающим в широком спектральном диапазоне, особенно при измерении излучения малой интенсивности.

Известен калориметрический измеритель мощности и энергии оптических " квантовых генераторов, содержащий воспринимающие излучение элементы в виде тонкостенных зачерненных изнутри меднык сфер, перед которыми закреплена оптическая входная система в виде кварцевой пластинки, защищающей приемный элемент от воздействия конвективных тепловых потоков и пыли, что позволяет снизить дрейф нуля измерителя, а следовательно повысить точность измерения и понизить минимальное значение измеряемых энергий 11

Однако в известном устройстве часть измеряемого излучения не попада=-. ет в калориметр, так как отражаеч ся от граней входной кварцевой пластинки, а прй этом снижается коэффициент преобразования приемника и точность

- измерения йЗ=4за" ттогрешности oriperieлени* коэффициента отражения при аттестации калориметра.

Наиболее близким из известных технических решений является тепловой приемник йзщччеййФ; содержащий восприО н ающее излу ение a6comomo черное тело произвольной формы, которое расположейо"пбфйендикулярно к оси излучения, металлически зеркальный отражатель и вхо дную оптическую систему (2) Но в таком тепловом приемнике на. личие входной оптической системы снижает коэффициент преобразования приемника и повышает его зависимость от длины волны измеряемого излучения.

Ilenb изобретения — повышение коэффициента преобразования приемника и снижение его зависимомти от длины

668414

Угол р падения излученияра входную оптическую систему 2 выбран равным не менее половины угла ос между направлением излучения и перпендикуляром к плоскости зеркального отражателя 3, Тепловой приемник работает следующим образом.

Измеряемое излучение полностью попадает на входную оптическую систему 2, а так как она прозрачна для измеряемого излучения, то большая его часть" npoxîäèò через оптическую сис$0

55 волны при измерении лазерного излучения.

Кель достигается тем, что входная оптическая система размещена между абсолютно черным телом и зеркальным отражателем под углом к направлению измеряемого излучения, а зеркальный отражатель установлен на пути излучения, отраженного от граней входной оптической системы, так же под углом к направлению измеряемого излучения, причем угол падения излучения на входную оптическую систему

I выбран равным не менее половины угла между направлением измеряемого излучения и перпендикулярном к плоскости зеркального отражателя.

На чертеже изображена оптическая схема предлагаемого теплового прием- . ника, Тепловой приемник состоит из воспринимающего излучения абсолютно черного тела произвольной формы, выполненного, например, в виде конуса 1, входной оптической системы 2, выполненной, например, в вице прозрачной сапфировой пластины, служащей для защиты абсолютно черного тела 1 от воздействия конвективных тепловых по.токов и пыли, а также зеркального отражателя 3, выполненного, например, в виде плоского металлического зеркала. Входная оптическая система 2 и зеркало 3 размещены под углом к направлению потока излучения, причем входная оптическая система 2 расположена так, чтобы на нее попадал весь поток излучения, а зеркало 3 установлено так, чтобы оно не препятствовало прохождению измеряемого излучения на входную оптическую систему 2 и на него попадало только излучение, отраженное от граней входной оптической системы 2.

t0

45 тему 2 и поглощается в абсолютно черном теле 1.

Однако часть измеряемого излучения отражается от граней оптической системы 2 и сразу в абсолютно черное тело 1 не попадает. В предлагаемом приемнике эта часть излучения попадает на металлическое зеркало 3 и отраженное от него повторно попадает на входную систему 2, а при этом большая его часть проходит через onxmecz систему 2 и поглощается в абсолютно черном теле 1, таким образом доля излучения, поглощенного в абсолютно черном теле 1, возрастает, а следовательно возрастает и коэффициент преобразования приемника.

Увеличение коэффициента преобразования будет определяти:я числом взаимных отражений излучения между зеркалом и поверхностью входной оптической системы, так, если несколько увеличить угол падения излучения на входную систему при неизменном положении зеркала, то можно получить два и более отражений от зеркала, а при этом коэффициент преобразования будет приближаться к единице. Например,при использовании в качестве входной оптической системы сапфировой пластины оптический коэффициент преобразования приемника без. зеркального отражателя будет изменяться от 84,6 до

8 9,9% при изменении длины волны измеряемого излучения от 0,57 до 5,57 мкм, а в предлагаемом устройстве он будет лежать в пределах от 97,5 до 97,9% соответственно, при условии, что угол падения излучения на сапфио ровую пластинку равен 5, а зеркальный отражатель имеет коэффициент отражения равный 95%, Если же угол падения излучения на входную оптическую систему 2 выбрать несколько большим половине угла между направлением излучения и Перпендикуляром к плоскости зеркала, то будет иметь место двухкратное отражение излучения от зеркала

3 и коэффициент преобразования приемника будет лежать в пределах 99,499,6%.

Снижение зависимости коэффициента преобразования приемника от длины волны измеряемого излучения получается за счет уменьшения абсолютного значения доли излучения, цепоглощенно о абсолютно черным телом 1

Составитель А. Кружилина

Рon x op p„ ) ecponoaa Техред O. легеза Корректор l0 > аМренко

3аказ 10306 Тираж 713 Подписное

Ш (! 1ИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

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

Филиал ППГ! «Патент, r.Óæãîðîö„óë. Проектная, 4

5 6684

Форм ула изобретени я

Тепловой приемник лазерного излучения, содержащий воспринимающее

/ излучение «бсолютно черное тело произвольной длины, расположенное перпендикулярно к оси излучения, метал-, лический зеркальный отражатель и входную оптическую систему, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента преобразования приемника и уменьшения зависимости коэффициента от длины волны> входная оптическая система размещена между абсолютно черным телом и зеркальным отражателем под углом к направлению измеряемого излучения, а зеркальный

Ъ отражатель установлен на пути излучения, отраженного от граней входной

14 6 оптической системы, под углом к направлению измеряемого излучения, причем угол падения излучения на входную оптическую систему выбран равным не менее половины угла между направлением измеряемого излучении и перпендикуляром к плоскости зеркального отражателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Обухов А. С., Каменецкий В. Э„

Кубарев А. В. Образцовый измеритель малой мощности непрерывного излучения ОКГ, типа ОИМ-1. Труды метрологических институтов СССР вып. 112/172. Изд-во стандартов, М„1974, с. 25-43..

2. Патент ФРГ N. 1290353, кл. 42 i, 8/60, опублик. 1965.