Устройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсиик Социалистическиа Республик(51) М. Кл.зС 01 4 5/02 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийОпубликовано 070981. Бюллетень МТ ЗЗ Дата опубликования описания 07. 09. 81(71) Заявитель Институт физики АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕРЕНТНОГО ОПТИЧЕСКОГОИЗЛУЧЕНИЯ Изобретение относится к области оптико-физических измерений в части определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения.Известно устройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения, а именно, распределения интенсивности, содержащее сканирующую диафрагму, приемник излучениян индикатор 11.Недостатком этого устройства является неполная информация о характеристиках исследуемого излучения 15 за счет потери инФормации о фазовом распределении в пучке при сканировании.Наиболее близким по технической сущности является устройство для оп ределения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения, содержащее сканиРующую диафрагму, выполненную в виде непрозрачного экрана с отверстием и 25 жестко связанную с приемниками излучения, которые подключены к суммирующему н вычитающему усилителям, при этом выходы последних подключены к делнтельному устройству, а выход 30 делнтельного устройства подключен через интегрирующий усилитель к одному индикатору и выход суммирующего усилителя к другому индикатору 2 1.Недостатком этого устройства является ограниченное пространственное разрешение, определяемое размером диафрагмыО Ъ 50 Л где л. - длина волны исследуемого излучения.Для улучшения пространственного разрешения устройства необходимо уменьшить размер диафрагввю, что приводит к увеличению дифракционной расходимости части излучения, прошедшего через диафрагму, и вызывает необходимость соответственного увеличения размеров приемников излучения, Для проведения точных ивмерений положения диаграммы направленности с помощью плоских приемников необходимо изготавливать эти приемники с очень большими оазмерами приемной площадки и равномерной угловой чувствительностью, что является технически невозможным.Однако имеется необходимость в улучшении пространственного разрешения до величин, соизмеримых с длиной волны, При достатрчно малой диафрагме, соизмеримой с длиной волныисследуемого излучения, дифракционная расходимость может достичь 180 При этом, по крайней мере, при размерах диафрагмы а 3; 0,1 Л излучение, прошедшее через диафрагму, сохраняет максимум в диаграмме направленности, по которому можно судить о направлении распределения излучения.Цель изобретение - повышение пространственного разрешения в опре-делении фазовых характеристик синхронно с энергетическими.Цель достигается тем, что в устройстве для определения простран,ственно-временных характеристик когерентного оптического излучения со/15 держащем сканирующую диафрагму, выполненную в виде непрозрачного экрана с отверстием и жестко связанную с приемниками излучения, которые подключены к суммирующему и вычитающему усилителям, при этом выходы последних подключены к делительному устройству, а выход делительного устройства подключен через интегрирующий усилитель к одному индикатору и выход суммирующего усилителя к другому 25 индикатору, приемники излучения выполнены в виде симметричных половин полусферы из пироактивного материала, содержащей общий внутренний электрод, покрытый чернью, и два наруж- З 0 ных, разделенных щелью, а полусферу замыкает плоский металлический экран с симметричной по отношению к полусфере диафрагмой, который электрически соединен с общим электродом, причем с внутренней стороны экран покрыт чернью.На Фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - схематическое изображение приемника излучения.Устройство содержит приемники 40 излучения 1, 2, Приемник 1 подключен к согласующему каскаду 3, а приемник2 - к согласующему каскаду 4. Сигналы с согласующих каскадов подаются на входы суммирующего 5 и вычитаю- щего 6 усилителя, а их выходы подключены к делительному устройству 7.Выход последнего через интегрирующий усилитель 8 подключен к индикатору 9. Выход суммирующего усили- у 0теля параллельно подключен к другому индикатору 10.Приемники излучения 1,2 выполнены в виде двух симметричных половин полусферы 11 из пироактивногоматериала. Приемники имеют общий метаЛлический электрод 12, которыйнапылен на внутреннюю поверхностьполусферы и покрыт поглощающим покрытием 13. На наружную поверхностьполусферы нанесены два одинаковых 0металлических электрода 14, разделенных узкой щелью 15 и служат вторыми электродами приемников 1 и 2. Полусферу 11 замыкает плоский металлический экран 16 с симметричной по 65 отношению к полусфере 11 диафрагмой17, размеры которой соизмеримы сдлиной волны исследуемого излучения.Экран 16 покрыт поглошающим покрытием 18 и соединен с общим внутреннимэлектродом 12,Устройство работает следующимобразом, При сканированием"перпендикулярно направлению пучка Я частьизлучения, прошедшего через диафрагму 17, попадает на приемники 1 и 2.Величина угла между нормалями к волновому фронту и к траектории сканирования определяет соотношение интенсивностей излучения, попадающих наприемные площадки каждого из приемников. Таким образом, информация о фазовом распределении, заложенная в величине угла между нормалями, регистрируется по разности потоков излучения на площадках приемников длякаждой точки траектории сканирования,Снимаемые с приемников электрические сигналы подаются на входы суммирующего и вычитающего усилителей,а их выходы подключены к делительномуустройству. Выход последнего черезинтегрирующий усилитель подключен кодному из индикаторов, который определяет функцию распределения фазывдоль траектории сканирования, нормированную по интенсивности лазерного лучка для исключения погрешностейиз-за флуктуации источника излучения.Выход суммирующего усилителя параллельно подключен к другому индикатору, который определяет функциюраспределения интенсивности энергии или мощности) вдоль той же траектории сканирования.Устройство позволяет повыситьпространственное разрешение в определении фазовых характеристик синхронно с энергетическими с тчностью,близкой к предельно возможной. Ономожет быть использовано в созданииэталонных средств измерения пространственно-временных характеристиккогерентного оптического излучения.Формула изобретенияУстройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения, содержащее сканирующую диафрагму, выполненную в виде непрозрачного экрана с отверстием и жестко связанную с приемниками излучения, которые подключены к суммирующему и вычитающему усилителям, при этом выходы последних подключены к дели- тельному устройству, а выход делитель- ного устройства подключен через интегрирующий усилитель к одному индикатору и выход суммирующего усилителя к другому индикатору, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью861970 Составитель Н. ДроздоваТехред А. Ач Корректор Н Швыдк Редакто Тимонина 35 Тираж 90 ВНИИПИ Государств по делам изобре 13035, Москва, ЖПодписноекомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/ ака ногонийРау илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектн повышения пространственного разрешения в определении фазовых характеристик синхронно с энергетическими, приемники излучения выполненыв виде двух симметричных половинполусферы из пироактивного материала, .содержащей общий внутреннийэлектрод, покрытый чернью, и два наружных, разделенных щелью, а полусферу замыкает плоский металлический экран с симметричной по отношению к полусфере диафрагмой, которыйэлектрически соединен с общим электродом, причем с внутренней стороныэкран покрыт чернью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Миямото Т., Ясуура К. "Измерение параметров и расходимости лазерного пучка", "Кюсю эайгаку когаку сюхо", т, 41, с. 692-697,2. Авторское свидетельство СССР 9 692467, кл. Н 013/0, 1979 (прототип).