Способ измерения коэффициентов рассеяния лазерного излучения подвижным рассеивающим объектом в заданном телесном угле

СОКИ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИК 191 1111 504601 Л 5 И ДЕТЕЛЬС К АВТОРСМ Рэт Ров . Чэтачение размерноеяния по максимумуности Эе определя коэф 4 ициен спектрал т по формуй е о ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР, Васильев Ю,С. и др. Гетеродинный прием оптических сигналов на волне 10,6 мкм, - Квантовая электроника, 1973, У 4, с. 86-91 .(54)( 57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕН ТОВ РАССЕЯНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПОДВИЖНЫМ РАССЕИВАКМЦИМ ОБЪЕКТОМ В ЗАДАННОМ ТЕЛЕСНОМ УГЛЕ путем подачи на объект сфокусированного опорного излучения, сформированного из исходного излучения,-измерения мощности опорного излучения Ри рассеянного объектом излучения в задан ном телесном угле и определения коэ фициента рассеяния по измеренным значениями мощностей,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повысшения точности и расширения Функциональных возможностей способа за счет обеспечения измерений размерного коэфициента рассеяния по максимуму спектральной плотности, дополнительно формируют из исходного излучения гетеродинное и эталонное излучения, измеряют спектральную ширину ь Э ., и мощность Р, эталонного излучения, смешивают рассеянное объектом излучение в заданном телесном угле с гетеродинньм и измеряют амплитуду биений смешанного излучения Ч смешивают эталонное излучение с гетеродинным и измеряют амплитуду биений смешанного излучения Ч, и определяют значение коэффициента рассения К в заданном телесном угле по формулеЧ5 О 15 20 25 Изобретение относится к способам измерения коэффициентов рассеяния маломощного лазерного излучения в заданном телесном угле подвижным рассеивающим объектом и может быть использовано при создании систем метрологического обеспечения средств измерения спектральной плотности мощности лазерного излученияИзвестен способ измерения коэффициента рассеяния лазерного излуче" ния подвижным рассеивающим объектом в заданном телесном угле путем подачи на объект модулированного опорного сигнала известной мощности Ризмерения мощности Рщ рассеянного объектом излучения в заданном угле и определения коэффициента рассеяния из отношения измеренных величин.Недостатком известного способа является низкая точность измерения мощности рассеянного излучения вследствие малых ее значений.Ближайшим техническим решением к предложенному является способ измерения коэффициентов рассеяния лазерного излучения подвижным рассеивающим объектом в заданном телесном угле, включающий подачу на объект сфокусированного опорного излучения, сформированного из исходного излучения, измерение мощности опорного излучения Р и рассеянного объектом излучения в заданном телесном угле и определения коэффициента рассеяния по измеренным значениям мощностей.,Недостатком известного способа является низкая точность измерениИ, не удовлетворяющая требованиям, предъявляемым к современным системам метрологического обеспечения. Кроме того, при создании эталонных и образцовых средств измерения спектральной плотности мощности лазерного излучения необходимо измерение размерного коэффициента рассеяния по максимуму спектральной плотности. Цел ью из обр ет ения явля ет ся повышение точности и расширение Функциональных возможностей способа за счет обеспечения измерения размерного коэффициента рассеяния по максимуму спектральной плотности.Цель достигается тем, что в способе измерения коэффициентов рассеяния лазерного излучения подвижным рассеивающим объектом в заданном телесном угяе путем подачи на объект 30 35 40 45 50 55 сфокусированного опорного излучения, сформированного из исходного излучения, измерения мощности опорного излучения Р и рассеянного объектомопизлучения в заданном телесном угле и определения коэффициента рассеяния по измеренным значениям мощностей, дополнительно Формируют из исходного излучения гетеродинное и эталонное излучения, измеряют спектральную ширину ь 1, и мощность Р эталонного излучения, смешивают рассеянное объектом излучение в заданном телесном угле с гетеродинным и измеряют амплитуду биений смешанного излуче-, ния Чщ, смешивают эталонное излуЧение с гетеродинным и измеряют амплитуду биений смешанного излучения 7 и определяют значение коэффициента рассеяния К в заданном телес 2Рэт оь ном угле по Формуле К =Рп 1 эт а значение размерного коэффициента рассеяния по максимуму спектральной плотности М определеяют по формуле На чертеже изображена функциональная схема устройства для осуществления способа.Устройство содержит лазерное излучение 1, формирователь 2 опорного излучения 3 и эталонного излучения 4, подвижный рассеивающий объект 5, калориметрический измеритель 6 мощности опорного излучения, гетеродинное излучение 7, сформированное из опорного излучения, гомодинный компаратор 8, фокусирующая линза 9, создающая заданный телесный угол, в котором производится измерение коэффициента рассеяния, калориметрический измеритель 1 О мощности эталонного излучения.Устройство, с помощью которого осуществляется способ, работает следующим образом.Из исходного лазерного излучения 1 формирователем 2 Формируют опорное излучение 3. Опорное излучение 3 с помощью фокусирующей линзы 3 направляют на подвижный рассеивающий объект 5, При этом угол фокусирования Д выбирают в соответствии с заданным телесным углом Л , в котором определяют искомые коэффициенты рассеяния. Мощность опорного излучения 31124686 30 П р и м е р, Исходное лазерное излучение 1 с длиной волны 10,6 мкм генерировалось лазером типа ПГ, формирователь 2 представлял собой совокупность окустооптических модуляторов, звукопроводы которых изготовлены иэ германия. Опорное излучение 3 с помощью формирующей линзы 9 иэ ВаР с углом фокусирования (= 10 направлялось на подвижный рассеивающий объект 5, представляюшнй собой диск из пескострунного алкииния диаметром 150 мм, вращающийся со скоростью 3000 об/мин на оси электродвигателя Г. Угол наклона подвижного рассеивающего объекта 5 к направлению опорного из 45 Техред Л.Сердюкова Корректор В.Бутяга Редактор С.Титова Заказ 4845/1 Тираж 778ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Р измеряют калориметрическим измов обрителем 6. Иэ исходного лазерного излучения 1 формируют также гетеродинное излучение 7 и эталонное излучение 4. При этом спектральную ширину 61 эталонного излучения измеряютэтгомодинным компаратором 8, а мощность эталонного излучения 4 Р , - калориметрическим измерителем 10Гетеродинное излучение 7 формируют из опор ного излучения 3 с помощью гомодинного компаратора 8. Поочередно смешивают с гетеродинным излучением 7 в заданном телесном угле 2 т рассеянное объектом 5 излучение и эта лонное излучение 4 и регистрируют с помощью гомодинного компаратора 8 соответствующие амплитуды биений Ч и Ч . Определяют значение коэффяЭтциеита рассеяния К в заданном телесРЧ ном угле по формуле К =ЧРоп эт Значение размерного коэффициента рас сеяния по максимуму спектральной25 плотности в заданном телесном угле определяют по формуле лучения 3 составлял 10 . Калориметрические измерители 6 и 10 типа ОСИ СМ. Гетеродинное излучение 7 фор. мировалось внутри гомодинного компа. ратора 8 двумя полупрозрачными германиевыми зеркаламиИзмерение амплитуд смешанного излучения осуществлялось фотоприемником типа ФСГи составным гетеродинным радиоизмерительным устройством, не показанным на чертеже. Спектральная ширина измерялась с помощью спектроанализа-. тора, подключенного к выходу гомодинного компаратора 8.В результате измерений получены следующие значения коэффициентов рассеяния К = 5,3 1 О , Ж = 1,110 ГцДанный способ измерения отличается от известных более высокой точностью измерения коэффициентов рассеяния и более широкими функциональными возможностями за счет обеспечения измерений двух коэффициентов рассеяния,По сравнению со способом-прототипом точность измерений описанным способом составляет около 10%, а известным - около 50%.Описанный способ может быть применен, например, при построении эталонной и образцовой аппаратуры воспроизведения и передачи размера единицы спектральной плотности мощности (СПИ) лазерного излучения. При этом размер единицы СПМ от Государственного специального эталона передается рабочему эталону и далее образцовому средству СПМ в виде размерного коэф 4 ыциента рассеяния по максимуму спектральной плотности ЭЕ,в заданном телесном угле,Применение этого способа в системе метрологического обеспечения средств измерения СПМ позволит решить важную народнохозяйственную задачу обеспечения единства измерений в стране данной физической величины.