Способ измерения коэффициента температуропроводности плоского прозрачного образца и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1659813 А 1 М 2518 1)5 ОПИСАК АВТОРСК ИЕ ИЗОБ Т И лофизики и позвоктное и дистанцитуропроводности. ирение класса машение точности 1)зю исследуемый ом лазерного имой длительности, чное распределеормируют в образсвещают образец ерными пучками и а времени, в кото- шедших через обков максимальны. ей формуле вычис- ературопроводноИзобрет ктронике ользован нного иэм туропрово ющеи, фотоприемнои и регистрирующеи ап паратуры 5.Устройство работает следующим абра эом,Излучение лазера 1 напрмали к поверхности плоскообразца 6, который представскопараллельную пластинукости в кювете с прозлазерного излучения стенкобразца поглощает часть энелазера 1 и нагревается, Зондлазера 2, пройдя апертурнпопадает на пластину 4, В ржения от ее передней и тылщей) поверхностей зондиразделяется на два параллетельных пучка, оси которы эле ис ци ра ся расширеа и повыше- а че теже ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 568303, кл, 6 01 М 25/18, 1978,Патент США йв 4243327,кл, 6 01 й 25/18, 1981.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕ НТА ТЕМП ЕРАТУРОП РО ВОДНОСТИПЛОСКОГО ПРОЗРАЧНОГО ОБРАЗЦА ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к области кванТ.Брук-Левинсон (ЗО) и ние относится к квантовой и теплофиэике и может быть для бесконтактного и дистанерения коэффициенто" темпе- ности,Целью изобретения являетние класса материалов образцние точности измерений, Н р представлена схема устройства.Устройство состоит из лазера 1, генерирующего импульс излучения субмикросекундной длительности, лазера 2 малой мощности, работающего в квазинепрерывном режиме, апертурной диафрагмы 3, плоскопарал/)ельной пластины 4, выполненной из оптически прозрачного материала, одна из поверхностей которой является отражатовой электроники и теп ляет проводить бесконта онное измерение темпера Цель изобретения - расш териалов образца и повы мерений. С этой цель образец облучают пучк пульса субмикросекундн имеющего осесимметри ние плотности энергии, ф це термическую линзу, о двумя параллельными лаз регистрируют два момент рые углы отклонения про разец измерительных пуч Затем по соответствующ ляат коэффициенты темп сти. 2 с,п.ф-лы, 1 ил. авляют по норго прозрачного ляет собой плолибо слой жидрачными для ами. Вещество ргии излучения ирующий пучок ую диафрагму, езультате отраьной (отражаюрующий пучок льных измери- Р параллельны20 25 ЗО 40 45 50 оси пучка светового импульса лазера 1, Оба измерительных пучка, прошедших через исследуемое вещество, попадают на фотоприемную и регисгрирующуа аппаратуру, запуск которой синхронизирован с моментов включения лазера 1, В результате нагрева слоя исследуемого вещества световым импульсом и формирования в нем термической линзы происходит отклонение обоих измерительных пучков, Вначале углы отклонения измерительных пучков возрастают. В моменты времени 11 и тр, углы отклонения соответственно первого и второго измерительного пучков достигают максимальных значений и в дальнейшем начинают убывать. Подставляя в выражение, приведенное в формуле изобретения, значения 1 и 1, находят коэффициенты температуропроводности х. Вывод выражения для определения коэффициента температуропроводности основан на решении задач о пространственно-временной эволюции температурного поля, образующегося в бесконечно тонком образце импульсного воздействия лазерного импульса, в предположении радиальной ,симметрии и пренебрежении теплообмена с окружающей средой, Изменение температурного поля связывалось с изменением показателя преломления материала образца, что регистрируется изменением в прохождении через образец двух зондирующих лазерных пучков,Формула изобретения 1. Способ измерения коэффициента температуропроводности плоского прозрачного образца, заключающийся в том, что образец нормально к его поверхности облучают мощным пучком света субмикросекундной длительности, имеющим осесимметричное распределение плотности энергии, формируют в образце нестационарную термическую линзу, освещают образец слабым кваэинепрерывным лазерным пучком, нормальным к поверхности образца, регистрируют динамику измерения интенсивности лазерного излучения, прошедшего через образец, и по показаниям фотодатчиков вычисляют значение коэффициента температуропроводности плоского образца, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения класса материалов образца и повышения точности измерений, квазинепрерывный лазерный пучок до его прохождения через образец разделяют на два пучка, параллельных оси мощного пучка света субмикросекундной длительности и смещенных от оси последнего на расстояние г 1 и гг соответственно, регистрируют моменты времени О 1 и 12, соответствующие максимальным отклонениям кваэинепрерывных лазерных пучков при облучении образца мощным пучком субмикросекундной длительности, и коэффициент температуропроводности вычисляют по формуле 2. Устройство для измерения коэффициента температуропроводности плоского прозрачного образца, содержащее источник мощного субмикросекундного излучения, ось которого нормальна к поверхности плоского образца, квазинепрерывный лазерный источник малой мощности, апертурную диафрагму, установленную перед лазерным источником, и первый фотоприемник, установленный эа плоским образцом и оптически связанный с квазинепрерывным лазерным источником, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения класса материалов образца и повышения точности измерений, в него дополнительно введены полупрозрачная для излучения квазинепрерывного лазерного источника плоскопараллельная пластинка, одна из граней которой имеет отражающее покрытие, и второйфотоприемник, установленный за плоским прозрачным образцом и также оптически связанный с квазинепрерывным лазерным источником, причем плоскопараллельная пластинка установлена между апертурной диафрагмой и плоским образцом по ходу излучения квазинепрерывного лазерного источника так, что угол падения этого излучения на грань плоскопараллельной пластинки, свободную от отражающего покрытия и ближайшую к квазинепрерывному лазерному источнику, равен половине угла между осью мощного субмикросекундного излучения и оптической осью квазинепрсрывного лазерного источника,1659813Составитель А.Постельников Редактор М.Циткина . Техред М,Моргентал Корректор О,Ципле Заказ 1837 Тираж 398Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101