Измеритель размера поперечного сечения лазерного излучения

1 авист Фн-тбхни Эсмата ф 10 лиеив, лл Б,Союз СоветеваСоцнал исти чесаебвеспублнк ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ц 708169 К АВТОУСКОМУ СВИДИПЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. св 22) Заявлено 02.12.74 (21) ид-ву 79931 18-25) М. Кл, Ст 013 1/О Госудерствеккий комктет СССР оо делам кзобретвнкй а еткритий.Н . Гаврилов, Т. П. Телегина и А. А. Част 1) Заявител ЕРИТЕЛЬ РАЗМЕРА ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Изобретение относитс ехнике и может быть ис мерения размера попереч ов излучения и расходи ения импульсных лазеро Известны устройства д ия пучка лазерного изл з фотографического пр а 1.я к измерительной пользовано для изного сечения пучмости пучков излуречного сеч адает низко в.ля измерения сгчеучения, состоящие ибора и фотометтв является длирезультатов изме О ссами химической фотометрирования. сится также узкий ский диапазоны изхарактеристиками процесс трудно авустроисолученияе с процеи и еетков отнодинамичевленныепри этом ехнической сущазмера попереччения, содержармочувствитель к зондирующего блок регистраизким по т измеритель зерного изл риемник с т лом, источи оприемник ыполнен межуто Недостаткомтельное время прения, связаннообработки пленкК числу недостаспектральный имерений, обуслофотоматериала,томатизировать.Наиболее блности являетсяного сечения лащий тепловой пным рабочим теизлучения, фотции 2 . с присоединением заявкиИзвестныи измеритель попеения лазерного излучения обл й точностью.Цель предлагаемого изобретения - повышение точности измерения.Для этого рабочее тело выполнено из материала со ступенчатой характеристикой чувствительности, например, нематического жидкого кристалла.На фиг. 1 и 2 изображены схема измерителя и устройство теплового приемника.Измеритель поперечного сечения пучка лазерного излучения состоит изтеплового приемника 1, оптические свойства которого зависят от температуры по закону, близкому к ступенчатому, источника 2 зондирующего света, фотоприемника 3 и блока регистрации, состоящего из измерителя 4 параметров импульсов и устройства 5 обработки.Измеритель дополнительно содержит светоделитель 6, измеритель 7 энергии, соединенный с блоком 5 обработки.Тепловой приемник (фиг. 2) вв виде кюветы с окнами 8 и 9, прочного окна 10. На внутреннюю поверхность одного из окон нанесен поглотитель 11, зеркало 12 и прозрачный электрод 13. На внутреннюю поверхность другого окна нанесен также прозрачный для излучения электрод 14. Это окно выполнено в виде клина.Кювета заполнена нематическим жидким кристаллом 15. При подаче напряжения на электроды нематический жидкий кристалл при температуре ниже температуры фазового перехода становится непрозрачным за счет интенсивного рассеяния. Если температура кристалла превысит температуру фазового перехода, то рассеяние исчезает и кристалл становится прозрачным.Блок индикации работает следующим образом.До прихода импульса нематический жидкий кристалл теплового приемника находится в режиме динамического рассеяния и сигнал фотоприемника по зондирующему свету равен нулю. После прихода импульса часть жидкого кристалла, нагреваясь выше температуры фазового перехода, становится прозрачной и зондирующий свет, отразившись от зеркала, подает на фотоприемник сигнал фотоприемника пропорционально площади кристалла, ограниченной изотермой температуры фазового перехода Тк (Тк = - Т) - приведенная температура).Принцйп работы измерителя состоит в том, что размеры пучка оценивают не по размерам площади просветленного кристалла, а по характеристикам изменения во времени сигнала фотоприемника, которые определяются поперечным размером пучка. Для пучка с нормальным распределением интенсивности излучения по сечению пучка, различие площади ограниченной изотермой Т бчдет равна:3 = (4 мХ 1 + щй)1 пгде К - радиус пучка на уровне 1;Х - коэффициент температурной проводимости;Р - энергия падаюшего излучения,коэффициент, определяемый поглощением приемной площадки. Из этого уравнения видно, что сигналфотоприемника, достигает максимума в момент Т = - 1 - ( --- %К) и спадает доР4.ГХ б Ч С 1 рнуля к моменту 1 а = -- (, --- % И 2).ФЯх Аг,Следовательно, плошадь пучка ;ажаетсячерез характерные времени импульса:фК 2 = (а -1)4.ф8-1Можно обойтись без измерения временидостижения максимума сигнала, если перед тепловым приемником поставить светоделитель 6 (фиг. 1) и часть пучка отводить на измеритель 7 энергии. Тогда площадь поперечного сечения пучка можно определить через энергию излучения и длительность сигнала:ЖК 2 =-- 4 зсХ 1..,с В соответствии с этим уравнением происходит преобразование сигнала в блоке об работки, на вход которого подаются сигналы измерителя энергии и измерителя 4 параметров импульсов.Формула изобретения1. Измеритель размера поперечного сечения лазерного излучения, содержащий тепловой приемник с термочувствительным рабочим телом, источник зондирующего излучения, фотоприемник и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, рабочее тело выполнено из материала со ступенчатой характеристикой чувствительности.4 е 2. Измеритель по и, 1, отличающийсятем, что рабочее тело выполнено из нематического жидкого кристалла.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 4 ф 1. Хирд Г, Измерение лазерных параметров. М., Мир, 1970, с. 133. 2. Чистяков И. Г. Жидкие кристаллы. М.,Наука, 1966, с. 109 - 112.708169 фиг. 1 овскин Задерновская тет 11303филиал я на., д. 4/ ул. Проектна Редактор Б. ПавловЗаказ 8472/35ЦН Составитель М. ДедТехред К. ШуфричТираж РЯИПИ Государственного копо делам изобретений иМосква, Ж - 35, РаушскППП Патент, г. Ужгород,орректордпнсноеСССРй