Калориметрический преобразователь энергии лазерного излучения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 23952 А 1 П 9) 5/12 1)4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СВИДЕТЕЛЬСТ РСИ К(57) Изобрствам для СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) 1. Измерение энергетических па.раметров и характеристик лазерногоизлучения. /Под ред. А,Ф. Котюка,И,; Радио и связь, 1961, с, 40-52.2. Васин Б.Л., Шишкина Л,И. Калонриметрические измерители энергии имощности лазерного излучения КИИ иИКИ, /В кн.: Импульсная фотометрия,вып. 4, Л.: Машиностроение, 1975,с. 44-45. ИИЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ етеНие относится к устройиэмерения импульсной энер гии оптических квантовых генераторов.Цель изобретения - повышение чувствительности эа счет локализации поглощения излучения на части внутреннейповерхности приемного тела измерителя. Устройство содержит приемное телов виде полой сферы 1 с входным отверстием 2, батарею термоприемников 3,компенсационную сферу 4. На частьвнутренней поверхности сферы 1 напротив входного отверстия 2 нанесено поглощающее покрытие 5, на остальнуючасть - отражающее покрытие 6, Батарея термоприемников 3 расположенавдоль границы между поглощающим покрытием 5 и отражающим покрытием 6, Повы- щашение чувствительности достигается нанесением покрытий на внутреннюю поеерхность сферы н располоненнем бата- . Снреи термоприемников. 1 ил,Изобретение относится к устройствам для измерения импульсной энергии оптических квантовых генераторов. Недостатком данных преобразователей является низкая чувствительность,так как сигнал с термоприемников пропорционален выравненному значению тем 40пературы всего приемного элемента,которая, в свою очередь, пропорциональна энергии излучения, поглощенной в приемном элементе и обратно:пропорциональна его теплоемкости.Наиболее близким к изобретениюявляется калориметрический преобразователь энергии лазерного излучениясодержащий приемное тело, выполненное в виде полой сферы с входным отверстием, и батарею термоприемников,размещенных на внешней поверхностисферы, В известном устройстве исследуемое излучение, пройдя через входное отверстие, попадает на стенкусферы, частично в ней поглощается,частично отражается. Поглощенная ипреобразованная в тепло энергия растекается по сфере, отраженная энергия после одного или нескольких отражений поглощается стенками сферыи растекается по ней, Батарея термоприемников, под спаями которой имеется слой термоизоляции, расположенапрактически в произвольном (удобномв технологическом отношении) сечении. Слой термоизоляции выбран таким,чтобы время выравнивания температурысферы было меньше или равно временипрогрева этого слоя (2),Недостатком известного преобразователя является низкая абсолютнаячувствительность устройства, так кактермобатарея измеряет сигнал, пропорциональный выравненной температуревсей массы сферы, 55Цель изобретения - повышение чувствительности излучения за счет локализации поглощения излучения. 40 Известны калориметрические преоб .разователи для измерения энергии импульсного излучения, имеющие конусные, цилиндрические, сферические и комбинированные полостные приемные элементы, у которых для реализации высокого коэффициента поглощения исследуемого .излучения берется большое отношение площади поверхности полости к площади входного отверстия, что при. водит к увеличению массы полости 13. Поставленная цель достигается тем,что в калориметрическом преобразователе энергии лазерного излучения,содержащем приемное тело, выполненное в виде полой сферы с входным отверстием, и батарею термоприемников,размещенных на внешней поверхностисферы, часть внутренней поверхностисферы, расположенная напротив входного отверстия, выполнена поглощающей,стальная часть поверхности сферы выполнена отражающей, причем термоприемники расположены вдоль границымежду поглощающей и,отражающей частя-.ми внутренней поверхности сферы,На чертеже изображен калориметрический преобразователь энергии лазерного излучения, содержащий также вторую, компенСационную сФеру.Преобразователь содержит приемноетело в виде полой сферы 1 с входнымотверстием 2, батарею 3 термоприемников, вторую, компенсационную сферу 4.На часть поверхности сферы нанесенопоглощающее покрытие 5, на часть -отражающее покрытие б,Полые сферы 1 и 4 идентичны (на.сфере 4 не показаны детали конструкции),сфера 1 является рабочей, сфера4 - компенсационной. Внутри каждойсферы напротив входного отверстия 2на часть внутренней поверхности нане"ено поглощающее покрытие 5 с коэффициентом поглощения (1- Р), служащеедля поглощения исследуемого излучения (поглощающий участок), а на остальную часть поверхности сферы нанесено отражающее покрытие,б с высокимкоэффициентом отражениядля реали 2зации более полного поглощения исследуемого излучения в поглощающем участке. Между сферами на границе частисфер с нанесенным поглощающим покрытием расположена батарея 3 термоприемников (например, многоспайнаябатарея термопар), служащая для измерениятермо-ЭДС, пропорциональной максималь.ной разности температур нагретогопоглощающего участка и компенсационной сферы,Измеряемое излучение, пройдя черезвходное отверстие 2 рабочей сферы 1.,попадает на поглощающее покрытие 5и практически полностью им поглощается. Диффузно отраженная от поглощающего покрытия 5 часть излучения попадает на отражающее покрытие 6 ипосле одного-двух отражений сновавозвращается на поглощающее покрытие12395 Формула изобретения Составитель Г. ПлешковТехред,И. Попович Корректор М. Шароши Редактор Н. Тупица Заказ 3386/40 Тираж 778 Подписное,ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5, где окончательно поглощается.Энергия исследуемого импульса излучения преобразуется в тепловую, прогревает стенки сферы 1 и растекается по сфере, Батарея 3 термоприемников регист рирует сигнал, пропорциональный энергии поглощенного излучения и обратно пропорциональный массе прогретого участка сферы. В последующие моменты времени тепло, пройдя границу, по 10 которой расположена батарея 3 термоприемников, растекается по сфере, прогревая всю ее массу.Использование изобретения позволит при той же геометрии приемного тела, 15 как у известного устройства и одинаковом когичестве термопар повысить чувствительность устройства в число раз, равное отношению полной массы сферического приемного элемента И к 20 массе поглощающего участка ш.Разработан макет калориметрического преобразователя, у которого при геометрии приемного тела (диаметр сферы 50 мм, диаметр входного отверстия 20 мм, толщина стенок сферы 0,07 мм) такой же, как у известного калориметра и равном количестве термопар, расположенных по границе части сферы с нанесенным поглощающим покры-З 0 ткем диаметром 12 мм, получено увели 28 4чение чувствительности от 0;4 до 30 мЗ/Дж,В предлагаемой конструкции уменьшен также нижний предел измеряемых энергий от 2 10(у известного) до 410 Дж.Технико-экономическая эффективность изобретения обусловлена повыше.нием чувствительности преобразователя при сохранении им достоинств полостного приемника полного поглощения. Калориметрический преобразователь энергии лазерного излучения, содержащий приемное тело,. выполненное в виде полой сферы с входным отверстием, и батарею термоприемников, размещенных на внешней поверхности сферы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности за счет локализации поглощения излучения, часть внутренней поверхности сферы, расположенная напротив входного отверстия, выполнена поглощающей, остальная часть поверхности сферы выполнена отражающей, причем термоприемники расположены вдоль границы между поглощающей и отражающей частями внутренней поверхности. сферы.