Устройство для определения пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения

,8014816 51)4 С 01 3. 5/2 МИТЕТ РЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНПРИ ГКНТ СССР У ПРОСТ ТЕРИС (57) ческо вам д но-эн зерно т ре пре ти) ого учения (ПЭХЛИ) вано при аттест ений относительотности энерги т лазерного ибыть испольсредств измпределения 1 И ого ощносОПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(56) Абакумов В.Г. и др. 0 построении многоканальных статистических преобразователей информации: Сб, Вестник КПИ. Радиоэлектроника, Киев: Вища школа, 1980, 9 1.7, с. 57-61Шангин В,А, и др. Измерительный комплекс для определения пространственно-энергетических характерис- тик поля излучения: Тезисы 12-й Всесоюзной н-т конференции по высокоскоростной фотографии, фотонике и метрологии быстропротекающих процессов, Х 1985, с, 174. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАНСТВЕННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТИК ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯИзобретение относится к техний физике; а именно к устройстля определения пространственергетических характеристик лаго излучения (ПЭХЛИ),и может использовано при аттестации тв измерений относительного расления плотности энергии (мощнос-, поперечном сечени пучка лазер- излучения для определения проИзобретение относится к области технической физики в части создания устройств для определения пространственно-энергетических характеристи странственной неравномерности сечения пучка излучения и др, Цель изобретения - расширение диапазона изме-. ряемых параметров и повьппение точности определения ПЭХЛИ, Суть изобретения заключается в определении моментов я , где 1. изменяется от 019до 6, являвшихся параметрами распределения лазерного излучения. Иоменты ш . определяют по трем измерительным каналам, в каждом из которых .на входе установлены модулирующая щелевая диафрагма и четырехсегментный фотоприемник, Излучение на вход.каждого измерительного канала поступает с выхода диффузного рассеивателя, на поверхности которого установлена . дополнительная щелевая диафрагма, По определенным значениям моментов ш .в блоке обработки информации осуществляется вычисление таких параметров ПЭХЛИ, как величина энергии, координаты энергетического центра, ди- пф.ф аметр пучка излучения, относительное рак распределение пЛотности энергии (;ф (мощности) и неравномерности распре- фюзи деления плотности энергии в сечении пучка излучения, близкого к равномерному,. Таким образом обеспечивается расширение функциональных возможностеи устройства, при этом повьппается точность измерений приблизительно в 2 раза 2 илчетырехсегментного фотоприемника подключен к первым входам первого и второго сумматоров и первого блока вычитания, а второй и третий сегменты5 первого четырехсегментного фотоприемника, расположенные вдоль оси Х, подключены к второму входу первого сумматора, четвертый, осеснмметричный первому, сегмент первого четырех- сегментного фотоприемника подключен к вторым входам второго сумматора и первого блока вычитания и третьему входу первого сумматора, выход которого подключен к первым входам вто рого, третьего и шестого блоков вычитания и первым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого блоков деления всех иэмерительных каналов и блока обра ботки информации, выход второго сумматора подключен к второму входу второго блока вычитания, выход которого подключен к вторым входам третьего и шестого блоков вычитания и первого 25 блока деления, выход которого соединен с вторым входом блока обработки информации, выход первого блока вычитания подключен к первым входам пятого и восьмого блоков вычитания и к 30 второму входу второго блока деления, выход которого соединен с третьим входом блока обработки информации, при этом первый сегмент второго четырехсегментного фотоприемника, расположенный вдоль положительного направления оси У, подключен к первым входам третьего сумматора и четвертого блока вычитания, выход которого подключен к второму входу пятого блока вычитания, выход которого подключен к вторым входам восьмого блока вычитания и четвертого блока деления, выход которого соединен с пятым входом блока обработки информации, а второй, осесимметричный первому, сегмент второго четырехсегментного фотоприемника подключен к вторымвходам четвертого блока вычитаниятретьего сумматора, выход которогоподключен к третьему входу третьегоблока вычитания, выход которого подключен к третьему входу шестого блокавычитания и второму входу третьегоблока деления, выход которого соединен с четвертым входом блока обработки информации, при этом первыйсегмент третьего четырехсегментногофотоприемника, расположенный вдольположительного направления оси У,подключен к первым входам четвертогосумматора и седьмого блока вычитания,выход которого подключен к третьемувходу восьмого блока вычитания, выходкоторого подключен к второму входушестого блока деления, выход которо-.го соединен с седьмым входом блокаобработки информации, а второй, осесимметричный первому, сегмент третьего четырехсегментного фотоприемника подключен к вторым входам седьмого блока вычитания и четвертогосумматора, выход которого подключенк четвертому входу шестого блока вы-читания, выход которого подключен квторому входу пятого блока Деления,выход которого соединен с шестым входом блока обработки информации.Заказ 2677/42ВНИИПИ Государ Тиражвенного ко113035, Мо тель С.СоколовЛ. Сердюкова тета по изобрва, Ж, Раув Подписноекиям и открытиям при ГКНТ СССая наб д. 4/5ти)в поперечном сечении пучка лазерного излучения для определения пространственной неравномерности сечения пучка излучения и др.11 ель изобретения - расширение ди 5апазона измеряемых параметров и повышение точности определения ПЭХЛИ.Ка фиг, 1 изображена блок-схемаустройства для определения ПЭХЛИ;на йиг, 2 - ход лучей от произвольно взятой точки А сечения пучка лазерного излучения в плоскости щелевой диафрагмы, установленной на диффузном рассеивателе к приемной поверхности первого четырехсегментного фотоприемника первого измерительного канала.Устройство содержит щелевую диафрагму 1, установленную на диффузном 20рассеивателе 2, первую 3, вторую 4,третью 5 модулирующие щелевые диафрагмы, каждая из которых установлена перед первым б, вторым 7, третьим8 четырехсегментными фотоприемниками 25соответственно, Первая модулирующаящелевая диафрагма 3 и первый четырехсегментный фотоприемник б являютсявходом первого измерительного канала9, содержащего, кроме того, первый10 и второй 11 сумматоры, первый 12и второй 13 блоки вычитания и первый14 и второй 15 блоки деления. Втораямодулирующая щелевая диафрагма 4 ивторой четырехсегментный фотоприемник 7 являются входом второго,измерительного канала 16, содержащего,кроме того, третий сумматор 17,третий 18, четвертый 19 и пятый 20блоки вычитания, третий 21 и четвертый 22 блоки деления. Третья моду-.,лирующая щелевая диафрагма 5 и третий четырехсегментный йотоприемник8 являются входом третьего измерительного канала 23, содержащего, кро.ме того, четвертый сумматор 24, шестой 25, седьмой 26 и восьмой 27 блоки вычитания и пятый 28 и шестой 29блоки деления, Выходы первого 9, второго 16 и третьего 23 измерительныхканалов подключены к соответствующим входам блока 30 обработки информации.Первый четырехсегментный йотоприемник 6 содержит первый сегмент 31, 55 расположенный вдоль положительного направления оси У, второй 32 и третий 33 сегменты расположены вдоль оси Х и четвертый сегмент 34, осесимметричный первому сегменту 31.Второй четырехсегментный йотоприемник 7 содержит первый сегмент 35,расположенный вдоль положительногонаправления оси У, и второй сегмент36, осесимметричный первому сегменту 35,Третий четырехсегментный йотоприемник 8 содержит первый сегмент 37,расположенный вдоль положительно направленной оси У, и второй сегмент38, осесимметричный первому сегмен-.ту 37,форма границы раздела между сегментами фотоприемника в каждом измерительном канале описана йункцией вида У= 1 У ,где и - номер канала впрямоугольной системе координат Х,У, центр которой лежит в центре приемной поверхности фотоприемника, аось Х совпадает с направлением щелевой модулирующей диайрагмы,1 Целевая диафрагма 1, диффузныйрассеиватель 2, первая 3, вторая 4,третья 5 модулирующие щелевые диай-рагмы и первый б, второй 7 и третий8 четырехсегментные йотоприемникижестко установлены в едином корпусе39, который снабжен приводом 40 вращения корпуса 39 вокруг оси, перпендикулярной плоскости диййузного рассеивателя 2 и проходящей через центрщелевой диафрагмы 1,Устройство работает следующим образом,Лучок излучения поступает на входустройства - щелевую диафрагму 1, установленную на диййузном рассеивателе 2. Г 1 елевая диайрагма 1 выделяеттолько часть пучков в виде узкой полосы вдоль оси У, Излучение рассеивается диййузным рассеивателем 2 ичерез первую 3, вторую 4 и третью 5модулирующие диайрагмы попадает наприемные поверхности первого 6, второго 7 и третьего 8 четырехсегментных фотоприемников,Известно, что ПЭХЛИ, к которымотносятся, например, величина энер,гии, координаты энергетического центра, диаметр пучка излучения, относительное распределение плотности энергии (мощности), неравномерность распределения плотности энергии Б(у) всечении пучка излучения, близкого кравномерному, могут быть определены5 14 с помощью решения уравнения Пирсона:у-а Йя (у) /Йу= ------(у) Ь,+Ъ, у+Ь,у 1где Я(у) - плоШадь;а и Ь (д=О 12) - постоянные параметры, которые могут бытьопределены с помощью моментов распределения моментов тп.ш -щоКоличество определяемых моментов впрямую связано с конкретной определяемой пространственно-энергетической характеристикой, При этом интегрирование уравнения Пирсона позволяет по значениям постоянных параметров а и Ь; определить требуемую ПЭХ например, определив с помощью моментов но ш,-щпостоянные параметры а , ЬЬ, и Ь можно восстановить Функцию относительного распределения плотности энергии, сравнив полученнсе распределение с равномерным, определить искомую неравномерность, Предлагаемое устройство и позволяет определить параметры распределения - моменты, являющиеся исходными при определении указанных ПЭХЛИ,Определение моментов распределения происходит следующим образом.Рассмотрим поток излучения от элементарной площадки ЙЯ в окрестности точки А сечения пучка излучения в плоскости щелевой диаФрагмы 1 на диффузном рассеивателе 2 (Фиг, 2), Поскольку щелевая диафрагма 1 выдедяет одномерное сечение двумерного распределения энергии, то можно заменить элементарную площадку ЙБ в сечении пучка излучения щелевой диафрагмой 1 на Йу полагая неизменность и малость Йх.Поток излучения Йф от элементарной площадки Йу, проходящий через первую модулирующую щелевую диафрагму 3 на первый сегмент первого четырехсегментного Фотоприемника 6, равен: В еЙу созМБ пр сов Мфеа Ягде Ве(у) - энергетическая яркостьэлементарной площадки Йу в плоскости диафрагмы 1;ч - угол между нормалью к излучающей площадке и направлением от излучающей к принимающей площадкеПр 6ЙЯ - площадь центральной пропрекции с центром в точкеА, лежащей на элементарной площадке Йу первогосегмента 31 первого фотоприемника 6 на плоскостьщели первой модулирующейщелевой диафрагмы 3;10 а - расстояние от центра ще- левой диафрагмы 1 до плос"кости первой модулирующей щелевой диаФрагмы 3,При условии а ъ 105 где Ь - высота щелевой диафрагмы 1, угол цмалследовательно, сов с 1 кроме того,для элементарной площадки Йу диффузного рассеивателя 2 где- коэффициент пропускания диффузного рассеивателя 2,тогда (с учетом того, что для этого 25 случая справедлива замена интегрирования по ЙЯна суммирование)Я ало Бпе ЙУЙф =-- :КЯ Б(У)ЙУе чае р .Площадь проекции Я зависит отВрположения площадки Йу в плоскостищелевой диафрагмы 1 на диффузном 35 рассеивателе 2 и от конфигурации границ первого 31 и четвертого 34 сегментов первого четырехсегментногоФотоприемника 6,Если Йу находится в центре щеле вой диафрагмы 1 т.е. У=о то Яеоказываются равными, как для первого31, так и для четвертого 34 сегментов первого четырехсегментного Фотоприемника 6:45где Й - ширина первой модулирующей 50 щелевой диафрагмы 3..Если Йу находится в произвольной точке щелевой диафрагмы 1, то для первого сегмента 31 первого четырех- сегментного фотоприемника 6 площадьпроекции Я определяется высотой Й- +Ч где Ч - расстояние от оси диффузного рассеивателя до произвольной точки В на первой модулирующей ще20 Аналогично для четвертого сегмента 34 первого четырехсегментного фотоприемника 252 ВБвр =( ) ( У)й г 1 40 45 й гг 1 г=1 К( - )(1- - у) Б (у) йу,вафна выходе первого сегмента 35 второгочетырехсегментного фотоприемника 7левой диафрагме 3 (фиг. 2), причем из подобия треугольников АОЕ и ВРЕ ч аа+1 12 2 Вт,е. - +7= - (1+ У) 1 - расстояние между центром первой 3, второй 4 или третьей5 модулирующей щелевой диафрагмы и центром первого 6,второго 7 или третьего 8 че"тырехсегментного фотоприемника соответственно,.Таким образом, для первого сегмента 31 первого четырехсегментного фотоприемника 6 Следовательно, поток излучения,падающий от элементарной площадкиау на первый сегмент 31 первого че- А:тырехсегментного фотоприемника 6: а,,аф,=к(г) (" Ву) Б(у)йу а на четвертом сегменте 34 первого четырехсегментного фотоприемника 6 йф =к(-) (1- - у) Б(у)йу.й г 12 В Аналогично для первого сегмента 35 второго четырехсегментного фотоприемника 7 площадь проекции опредеаляется высотой -+7 и2аг+ч а/г( -1в аза гзй (+ )4оо а для второго сегмента 36 второго четырехсегментного фотоприемника 750 площадь проекцииИ осч (. ув а Б 2у 1 йу=2у Йу - (1- - у)й 1 ао о55 Тогда поток излучения, падающий от элементарной площадки йу на первый сегмент 35 второго четырехсегментного фотоприемника 7: й 4 1йфе=К(З 2) (+ - У) Б(У)аУ а на второй сегмент 36 второго четырехсегментного фотоприемника 7 йф =К( - )(1- - у) Б(у)йу а Ф е зг В Аналогично для первого сегмента 37 третьего четырехсегментного фотоприемника 8 площадь проекции Б опй й 1 ределяется высотой - +7= -(1+ - у) и2 2 В5 а 1 сБ =2 1 у йу= -- (1+ - у)вр192 а для второго сегмента 38 третьегочетырехсегментного фотоприемника 8площадь проекции1 1)Б =2 у йу= -- (1- - у)воР 192 ВОТогда поток излучения, падающийот элементарной площадки йу на первый сегмент 37 третьего четырехсегментного фотоприемника 8:аф =к( )(1+ - у) Б(у)йу,й 1 се 9 г В .а на второй сегмент 38 третьего че.тырехсегментного фотоприемника 8а 1 6йфе =к(192 ВЭлектрические сигналы 11 на выходе сегментов первого 6, второго 7 итретьего 8 четырехсегментных фотоприемников равны соответственно."на выходе первого сегмента 31 первого четырехсегментного фотоприемника би -к-) 1(+ - у) в(у)а,й1Уна выходе четвертого сегмента 34первого четырехсегментного фотоприемника 6 й 4=к(1+ - у) .Б(у)ау, все 32В на выходе второго сегмента 36 второго четырехсегментного фотоприемни.ка 7й Г 1 а1481603 15 роф+р 13+ ф 1 Ь 1 Ь- -сй (1,05а+1 а+1 20 на выходе первого сегмента 37 третьего четырехсегментного фотоприемника 811 =1 К( в -)(1+ - У) 8(У)йуй 1 С 5 на выходе второго сегмента 38 третьего четырехсегментного фотоприемника 81 О г"звф К(192) 5 ( В У) Б(У)йуЧгде 1 - чувствительность сегментовфотоприемника,1 ЬУсловие й=1-- является исхода+1ным для расчета описанной части оптического устройства, Однако для на точность определения параметров лазерного излучения отрицательное влияние оказывает нелинейность че тырехсегментных фотоприемников при малых уровнях сигналов, Зксперименты показывают, что лишь для1 Ьа+Ьзначений д=(1,05-1,2)обеспечи 30 вается работа четырехсегментных фотоприемников в линейном режиме, При1 Ьй У 1,2 -- вновь уменьшается точностьа+1определения параметров лазерного излучения из-за ухудшения соотношения .сигналов на сегментах четырехсегментиых фотоприемников, Кроме того, условие а )г 10 Ь выбрано также для повышения точности, так как при а ( 10 п 40 в устройстве сказывается отрицательное влияние угла на выбранную геометрию устройства,Сигналы с выходов первого 31, 45 второго 32, третьего 33 и четвертого 34 сегментов фотоприемника поступают на входы первого 10 и второго 11 сумматоров, так как при ширине й первой модулирующей щелевой диафрагмы 3, выбранной из условия й=(1,051 Ь- 1,2) и аъ, 10 Ь излучение раса+1Ф сеяное из любой точки в плоскости щелевой диафрагмы 1, создает через первую модулирующую щелевую диафрагму 3 полосу равной освещенности и одинаковой ширины, На выходе первого, сумматора 10 сигнал оБ(у)йу-спСигнал Б,представляет собой нулевой момент висследуемого рас- . пределения, т,е, величину энергии излучения, поступает в блок 30 обработки информации.Сигналы с выходов первого 31 и четвертого 34 сегментов первого четырехсегментного фотоприемника 6 поступают на входы сумматора 11 и первого блока 12 вычитания, На выходе второго сумматора 11 формируется сигнал где р - коэффициент передачи по каждому входу выбирается равпым2Таким образомКй"ив,= 3(1+ - , - , у)Б(у)йу=в,+- 1 т 5 ь)йт.1В"Сигнал 1 поступает на второй11 ььквход второго блок а 1 3 вычитания , на первый вход которого по с тупает сигнал 11 О =щпоэтому 1Зтот сигнал поступает на второй вход первого блока 14 деления, на первый вход которого поступает сигнал 11 щ ,. По второму входу коэффициент передачи установлен равным В , поэтому на выходе второго блока 214 деления1 у 8(у)йу1,1 чп4 ЬНМ 1.1 8(у)йуСигнал П, ,представляющий со 1 т Ьцхбой второй момент исследуемого распределения плотности энергии излучения Б(у), поступает с выхода второго блока 14 деления на вход блока 30 обработки информации,На выходе гервого блока 12 вычитания формируется 2Б -р -рБ -- у 8 (у) йу.12 ьык зФ Ф В Сигнал с выхода первого блока 12 вычитания .поступает на второй вход второго блока 15 деления, на первый вход которого поступает сигнал Е12 1481603 По второму входу второго блока 15деления установлен. коэффициент переВдачи - , поэтому на выходе получаютуя (у) ау51 У 54(х 1 Я (У) аУУСигнал Б , представляющий со 6 Ь)4бой первый момент исследуемого распределения плотности энергии Я(у),поступает с выхода второго блока 15деления на вход блока 30 обработкиинформации,Сигналы от первого 35 и второго1536 сегментов второго четырехсегментного фотоприемника 7 поступают на входы третьего сумматора 17 и четвертого блока 19 вычитания. Ъ -Р("м РРя25где коэффициент передачи по каждомувходу. выбирается равным 16 Ш к)афтогдау я(у)ауя(у)ау представляющий собой третий моментисследуемого распределения плотностиэнергии излучения Я(у). Этот сигнал1 поступает с выхода четвертогоИ Еця45 блока 22 деления на вход блока 30обработки информации. 50 3 уфЯ(у)ау5 я(у)ау На выходе третьего сумматора 17формируется 1 Я(у) (1+6 - Уф+Уе)ау= 1 11,0 +бам + 1 У Я(У) ауЭтот сигнал постугает на третийвход третьего блока 18 вычитания, напервый вход которого поступает сигнал с выхода первого сумматора 10,а на второй вход поступает сигнал свыхода блока 13 вычитания, Коэффициент передачи по второму входу равеншести,На выходе третьего блока 18 вычитания формируется сигнал МЭтот сигнал поступает на второй вход третьего блока 21 деления, на первый вход которого поступает сигнал 11 , на выходе третьего блока(Ю У(У21 деления получают сигнал представляющий собой четвертый момент исследуемого распределения плот" ности энергии излучения Я(у), который поступает с выхода третьего блока 21 деления на вход блока 30 обработки информации.На выходе четвертого блока 19 вычитания Формируется сигнал и . р,и -р,и, =41(У)(- У+1Мй У иУ- и ) Уи(У)4 У Я 1 У и(У)4 У 4 3У =211 + -у я (у) ау.4 41 й ь( ВСигнал И,поступает на второй вход пятого блока 20 вычитания, на первый вход которого поступает сигнал с выхода первого блока 12 вычитания, коэффициент передачи по первому входу равен двум, На выходе пятого блока 20 вычитания формируется сиг- нал 320 юк Уб(у 4( ВэУ Я(У) аУ который поступает на второй вход четвертого блока 22 деления, на первый вход которого поступает сигнал от выхода первого сумматора 10. Коэффициент передачи по первому вхо 4ду равен. На выходе четвертогоВэблока 22 деления формируется сигнал Сигнал с выходов первого 37 и второго 38 сегментов третьего четырех- сегментного Фотоприемника 8 поступает на входы четвертого сумматора 24 и седьмого блока 26 вычитания.На выходе четвертого сумматора 24 Формируется сигнал ИВ У Ра ЭЕ"Угде коэффициент передачи по каждому входу выбираетсяТаким образом 15га оа)Г то ьаю тэ вих 81 тВ ва)х + 8 в,1 У Б(У)ОУ1уЭтот сигнал поступает на четвертый вход шестого блока 25 вычитания, на первый вход которого поступает сигнал с выхода первого сумматора 10, на второй вход - сигнал с выхода вто 15 рого блока 13 вычитания, а на третий вход - сигнал с выхода третьего блока 18 вычитания. КоэфФициент передачи по второму нходу равен 15, а по15третьему входу 20На выходе шестого блока 25 вычитания Формируется сигнал 15 Пива)х вава)х то вых 5 тэва)х Я+ тв вам 25а ) уа(у)оу.МСигнал Ю поступает на второй вход пятого блока 28 деления, на первый вход которого поступает сигнал П , Коэффициент передачи пото вих1первому входу равен -На выходе пятого блока 28 деления получают сигнал 1 у Б(у)йу 40 П = П - П =ЗИ+51 ц +50 + - ч Б (у) Йу.6Этот сигнал поступает на третий вход восьмого блока 27 вычитания, на первый вход которого поступает сигнал с выхода первого блока 12 вычитания, а на второй вход - сигнал с вы а а1 Б(у)Фпредставляющий собой шестой момент исследуемого распределения плотности ,энергии излучения Б(у), Этот сигналВацпоступает с выхода пятого блока45 2 деления на вход блока 30 обработки информации.На выходе седьмого блока 2 б вычи" тания формируется сигнал хода пятого блока 20 вычитания, Коэффициент передачи по первому входу равен трем, а по второму равен пяти,На выходе восьмого блока 27 вычитания формируется сигналП 21 вах Цгв оыа 31 ц вам 52 о ВыхСигнал П , поступает на вторсй вход шестого блока 29 деления, на первый вход которого поступает сигнал И , Коэффициент передачи пото Выхпервому входу равен 8 ХНа выходе блока 29 деления получают сигнал,1 у Б(у)ауУшРУЗупредставляющий собой пятый момент исследуемого распределения плотности энергии излучения Б(у). Этот сигнал И 22 Ва поступает с выхода шестого22 Вахблока 29 деления на вход блока 30 обработки инФормации.Семь моментов тчо, ш -ттв исследуемого распределения плотности энергии излучения Б(у) введены в блок 30 обработки информации, таким образом уже определены такие ПЭХЛИ как неличина энергии (шо), координата энергетического центра (ш,). Диаметр пучка Г (эффективный размер) определяется в блоке 30 обработки информации по формулец, -га;п,)Поскольку распределения, близкие к равномерному, являются решением уравнения Пирсона,-йа м- - -. Б (у) 3 ч Ьо+Ьт У +Ъ 2 Уг где а и Ь " постоянные параметры,которые определяются с помощью моментов из решения системы уравнений:К -К -Ь ш -2 Ь ш +а ш,=щ2 т о 2 т уЬ Ь- К + - К -Ь ш -2 Ь ш -3 Ь ш +а ш, ш ;+Ъ, - )я(- -)2 Далее устанавливается прямая связь,.50 соответствие измеренных моментов распределения получаемой неравномерности, Сведение этих данных в таблицу позволяет оперативно, без использования ЭВМ в блоке 30 обработки информации, определять неравномерность распределения, ЭВМ в блоке 30 обработки информации нужна лишь в случае получения совокупности значений мото интегрирование уравнения Пирсонапозволяет по назначениям а , Ь, иЪ ЬЯ(-) В(- -) восстановить Б(у), Срав 2 ф 2,некие полученной функции распределения плотности энергии с равномернымраспределением позволяет определитьнеравномерность исследуемого распределения,Таким образом, устройство обеспечивает возможность определения таких 25ПЭХЛИ; как относительное распределение плотности энергии излучения дляраспределений, близких к равномерному,и неравномерность полученного одномерного распределения Б(у), 30Для определения неравномерностидвумерного распределения плотностиэнергии излучения Я(х,у) необходимокорпус 39 устройства поворачивать спомощью привода 40 вокруг оси, перпендикулярной плоскости щелевой диафрагмы 1 и проходящей через ее центр,Для каждого задагного угла поворотапроизводится описанное измерение параметров одномерного распределения 40(цикл измерения), Восстановление двумерной функции распределения производится в виде совокупности одномерныхсечений, Неравномерность распределения плотности энергии в сечении пуч ка излучения определяется по максимальной неравномерности, полученнойво всех циклах измерений. ментов или ца зтттпе метрологической аттестации.При метрологической аттестации предлагаемого устройства никаких дополнительных специальных средств измерений не требуется, достаточцо любого пучка излучения с известным распределением. Использование щелевой диафрагмы1, размещенной на диффузном рассеивателе 2, позволяет исключить погрешность измерений, имеющую местопри измерении параметров двумерногораспределения из-за невозможности установления одновременно несколькихмодулирующих щелевых диафрагм - входов измерительных каналов так, чтобыих центры лежали на одной оптическойоси, проходящей через центр диффузного рассеивателя, В предлагаемомустройстве в случае одномерного сечения вдоль оси У, образованного щельющелевой диафрагмы, установленной надиффузном рассеивателе, можно установить как угодно много измерительных каналов, лишь бы центры модулирующих щелевых диафрагм - входов измерительных каналов, лежали в плоскости,перпендикулярной щелевой диафрагме,установленной на диффузном рассеивателе и проходящей через ее центр, наравном расстоянии от центра и приэтом оси модулирующих щелевых диафрагм измерительных каналов составляли с осью щелевой диафрагмы, установленной на диффузном рас.сеивателе, пары скрещивающихся под углом 90 прямых,Кроме того, за счет указанногосоотношения в выборе ширины щели модулирующих диафрагм каналов Й==(1,05-1,2)1 Ъ/а+1 обеспечивается повьппецие точности устройства, так какв этом случае исключается возможность работы фотоприемников в нелинейном режиме,Таким образом, устройство позволяет.измерять больше ПЭХЛИ, при этомточность определения выше з счетприменения щелевой диафрагмы, установленной на диффузном рассеивателе,и выбора соотношения для ширины модулирующих щелевых диафтагм в измерительных каналах:д=(1 05-1 2)11Исследования показывают, что погрешность при определении координат энергетического центра не более 37, при определении энергии 57. и при определении неравномерности 87 Кроме того, применение устройства, использующего измерение моментов при определении пространственно-энергетических характеристик распределений, близких к равномерному, позволяет существенно сократить число параметров, описывающих излучение, например, по сравнению с поточечным измерением, что может позволить использовать устройство при аттестации пространственно-чувствительных приемников в средствах измерений относительного распределения плотности энергии (мощности) в сечении пучка лазерного излучения. 10 5 20 Формула изобретения Устройство для определения про странственно-энергетических характеристик лазерного излучения, содержащее расположенное пс ходу оптического излучения диффузный рассеиватель, первую модулирующую щелевую диафраг му, первый четырехсегментный Фото- приемник, причем первые модулирующая щелевая диафрагма и четырехсегментный Фотоприемник образуют первый измерительный канал, содержащий, кРоме того, первые сумматор, блок вычитания и блок деления, при этом выход первого измерительного канала подключен к первому входу блока обработки информации, о т л и ч а и щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых параметров и повьппение точности определения пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения, оно дополнитель но содержит установленную на диффузном рассеивателе щелевую диафрагму и по крайней мере два измерительных канала, каждый из которых содержит модулируюшую щелевую диафрагму, четырехсегментный фотоприемник, сумматор, три блока вычитания и два блока деления, выходы измерительных каналов подключены к соответствующим входам блока обработки информации, при этом оси первой, второй и третьей модулирующих щелевых диафрагм первого, второго и третьего измерительных каналов соответственно саставляют с осью щелевой диафрагмы, установленной на диффузном рассеивателе,О пару скрещивающихся под углом 90 прямых, при этом центры первой, второй и третьей модулирующих щелевых диафрагм лежат в плоскости, перпендикулярной щелевой диафрагме, установленной на диффузном рассеивателе и проходящей через ее центр на расстоянии радиуса а от центра щелевой диафрагмы, установленной на диффузном рассеивателе, причем ширина Й первой второй и третьей модулирующих щелевых диафрагм определяется по формулей=(1 05-1 2) --а ъ 10 Ь1 ЬФа+1где 1 - расстояние между центром пер-вой, второй и третьей модулирующих диафрагм и центромприемной поверхности первого,второго и третьего четырехсегментных Фотоприемников соответственно;Ь - высота щелевой диафрагмы, установленной на диффузном рассеивателе;а Форма границы раздела между сегментами первого, второго и третьего четырехсегментных фотоприемников определяется по Формуле/ Йл-где и - номер измерительного каналав прямоугольной системе координат осей Х, У, центр которой лежит в центре приемной поверхности четырехсегментного фотоприемника, а ось Х совпадает с направлением модулирующей щелевой диафрагмы, при этом диффузный рассеиватель с. установленной на нем щелевой диафрагмой, первая, вторая и третья модулирующие щелевые диафрагмы и первый, второй и третий четырехсегментные фотоприемники жестко установлены в едином корпусе, который снабжен приводом вращения корпуса вокруг оси, перпендикулярной плоскости диффузно-. го рассеивателя и проходящей через центр щелевой диафрагмы, установленной на нем, причем первый измеритеЛьный канал дополнительно содержит второй сумматор, второй блок вычитания, второй блок деления, при этом первый сегмент, расположенный вдоль положительного направления оси У, первого