411561

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваМ, Кл. Н 01 з 3/00 явлено 30.1 .1971 ( 1641432/26-25) Гасударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений н открытийПриорите К 621.375.8(0 Опубликовано 151974, БюллетеньДата опубликования описания 17 Х.1974 Лвторыизобретен В. М. Кузьмичев и Ю. М. Латынин Харьковский ордена Трудового Красного 3 государственный университет им. А. М. Го мени 1,кого аявитель ЗМЕРИТЕЛЬ ИЗЛУЕ 11 ИЯ ОКГ обеспечение как можно меньшего кажений в оптический пучок.Это достигается тем, что в пред мерителе в качестве приемного пользуется редкая двойная про шетка, которая представляет соб ческий элемент. Если размер яч значительно больше длины волн а диаметр проволоки меньше ил пим с длиной волны, то очень ле потерь энергии на измерение меньше одного процента. внесения исНа чертеже схематически показан описываемый измеритель, включающий двойную проволочную решетку 1, мостовую схему 2, источник 3 напряжения, измеритель тока 4, переменное сопротивление 5, индикаторный гальванометр 6, ключ 7, переменное сопротивление 8, измеритель тока 9, постоянные сопротивления 10 - 12.Основным элементом измерителя является редкая двойная металлическая решетка. Период решетки значительно больше длины волны оптического излучения, а диаметр проволоки выбирают как можно меньше, Материал проволоки выбирают с нужным температурным коэффициентом сопротивления (никель, платина, мель, и лр.), Решетка состоит из двух частей,с присоединением заявкиИзобретение относится к измерительной технике ОКГ и может быть использовано для измерения проходящей непрерывной мощности или энергии одиночных импульсов средних и больших уровней излучения оптических кван товых генераторов, Измерения энергии одиночных импульсов могут проводиться от лазеров, работающих как в режиме свободной генерации, так и в моноимпульсном режиме,Для измерения энергетических характери стик ОКГ чаще всего используют калориметры с сухой поглощающей нагрузкой, пондеромоторные измерители, фотоэлементы, фотодиоды, пироэлектрические измерители и нелинейные эффекты в прозрачных кристаллах. 1 При измерении средних и больших уровней оптических потоков все перечисленные устройства вносят значительные апплитудные изменения в пучок. Даже при использовании для 2 измерений ответвителя в виде плоскопараллельной прозрачной пластинки энергия основного пучка за счет отражения уменьшается на единицы процентов и более. Другие способы измерений вносят более ощутимые потери 2 энергии основного пучка, При контроле больших уровней изменение энергии в единицы процентов является нежелательным.Цель изобретения - сведение к минимуму потерь оп пиеской энергии па измерение и 3 лагаемом изэлемента исволочная реой болометриейки решетки ы излучения, и даже сравгко добитьсязначительно11 нти одной насти решетки 1 расположены горизонтально, а другой - вертикально, расстояние между обеими частями минимальное.Все нити каждой части решетки соединены последовательно или параллельно, а обе части 5 решетки соединены последов;тел.но. Последонателшое сосдшсинс нитей друг с другом 5 В.5 еС 5 Иредпочтитслнзм, ск как в эОм случае увеличивается чувствительность измерителя к излучешпо, а показания его пе зависят 10 от размеров пучка. Интегрирование измерителем с таким соединением нитей распределения плотности энергии по поперечному сечению отождествляется формулой приближенного интегрирования методом прямоугольников. 15 Соединение частей решетки, показанное на чертеже, последовательное. Схема моста имеет цепь питания, состоящую из источника 3, переменного сопротивления 5 и измерителя тока 4, индикаторный гальвапо метр 6 и цепь калибровки, содержащую ключ 7, переменное сопротивление 8 и измеритель тока 9.Мостовая схема 2 имеет три постоянных сопротивления 10 - 12, значения каждого из ко торых Р. Пусть необходимо измерить непрерывную мощность излучения ОКГ. До подачи оптической мощности изменением сопротивления 5 мост балансируют. После пропускапия через решетку оптической мощности небольшая 30 часть сс поглощается решеткой, гго приводит к изменению общего сопротивления решетки и баланса моста. Легко показать, что изменение сопротивления решетки н ток в диагонали моста пропорциональны проходящей оптиче ской мощности, Поглощенную решеткой часть оптической мощности легко измерить путем уменьшения мощности подогрева, для чего включают ключ 7 и снова балансируют мост изменением сопротивления 8, Поглощенная ре щеткой оптическая мощность Рогределяеся по формуле:Р= - (21,1, - 1)445 Коэффициент поглощения решетки определяется по отношению поглощенной мощности Р, и мощности пучка Р, измеренной каким-либо абсолютным измерителем. Малый коэффициент поглощения решетки таким способом определяется довольно точно, что позволяет установить связь между показаниями измерителя и проходящей оптической мощностью.Для измерения энергии одиночных импульсов тепловая постоянная болометрической решетки должна быть значительно больше длительности оптического импульса, В этом случае максимальный разбаланс моста пропор.ционален поглощенной решеткой оптической энергии. Калибровка измерителя по импульс. пой энергии может бы гь произведена путем выделения известной электрической энергии в решетке с помощьо включения цепи, шунтирующей мост, на известный промежуток времени. Коэффициент поглощения решетки в импульсном режиме определяют по методике, аналогичной методике измерения в слу ьзе непрерывной мощности.Потери оптической энергии луча, вызвемые решеткой, не больше отношения диаметра проволоки д к периоду решетки 1. Если длина волны излучения Х меньше диаметра проволоки д, что легко осуществить с лазером на Х= =10,6 мкм, то оптические потери значительно меньше, Дифракционные потери, возникающие за счет появления пространственных гармоник, можно оценить по следующему известному выражению:Е, 1 .-т(1 - сК) з 1 п Е и . где т - порядок пространственной гармоники, принимающий целочисленныезначения;Е - интенсивность т-ой пространственной гармоники;Е - интенсивность оптического луча.Если Д , то Е Е=1 ф(1,При с 1/1=10 - - имеем Еп,)Е=10 - ", н общие отери эерг на днф 1 кцо будуг очень малы, они не весут значительных искажений в оптический пучок.Период решетки / необходимо выбирагь из требуемого коэффициента поглощения и условия интегрирования оптического пучка по поперечному сечению, чтобы показания измерителя не зависели от распределения плотности оптического излучения.Двойная решетка исключает изменения показаний измерителя от направления поляризации оптического излучения.Уменьшение дрейфа нуля индикаторной системы можно достичь использованием дифференциальной схемы, т. е. включением вместо сопротивления Я, идентичной решетки, находящейся в одинаковых условиях с рабочей решеткой.Предмет изобретенияИзмеритель излучения ОКГ, содержащий приемный болометрический элемент, измерительный пост и цепь калибровки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, приемный элемент выполнен в виде двух соединенных последовательно проволочных решеток, нити которых взаимно перпендикулярны и соединены в каждой решетке последовательно.ПодписноеСССР аказ 1121/17ЦНИИП 1 й Типография, пр, Сапунов Изд. Мф 1157 сударственногопо делам изо Москва, Ж,Тираж 760митета Совета Министротений и открытийушская наб., д. 4/5