Устройство для определения спектрально-энергетического состава оптического излучения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Оа 1)4 С 01 Л 3/28 АНИЕ ИЗОБРЕ П-:НИ 9 14ена Трудовогордена Дружбыный университет ССР 81. тельство3 3/42,моэлемен ы иКие тройствас. 658. ДАРСТВЕННЪИ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Харьковский орКрасного Знамени инародов государствеим, А,М. Горького(57) Изобретение позволяет улучшитьразрешающую способность устройства длопределения спектрально-энергетического состава оптического излучения засчет последовательного расположенияэлементов коллектора и выполненияих со спадом и сдвигом края полосыпоглощения в длинноволновую иликоротковолновую область, при этомпроекция па ось длин волн спада краяполосы поглощения каждого элементаколлектора должна быть равна сдвигукрая полосы поглощения последующегоэлемента. 5 ил.Изобретение относится к технике оптических измерений, а именно к устройствам для определения спектрально-энергетических характеристик оптического излучения, и может быть использованов системах контроля, исследования и обнаружения потоков оптического излучения, преимуществецно лазерного, а также в лазерной дазиметрии.Цель изобретения - улучшение разрешающей способности устройства.На фиг, 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - спектральнь 1 е характеристики поглощения элементов коллектора при спаде ц сдвиге кра 51 пОПОсы поглощен 1 я в коротковолновую область; на фцг. 3 оптимальные спектральные характеристики поглощения элементов коллектора при спаде и сдвиге края полосы поглощения в длиццоволцовую область, ца фиг. 4 - величина относительного тепловыделения в элементах коллек-, тора при перестройке .узкой (лазерной) линии излучения; ца фиг. 5 - относительный дифферецциальцыи сигнал датчиков тепловыделеция С 11 ежцых элементов коллектора.Устройство для определения спектрального состава оптического цзлучец 5151 содержит мцогоэлементцы 11 коллектор 1 (фиг. 1), состоящий иэ 11 оследовательцо расположенных элементов 1 1 1, и средства 2 регистрации тепловь 1 де 1 снп 51 в элементах коллектара,Каждому элементу коллектора 1;соответствует спектральная характеристика поглощения Р; (фиг. 2 и 3).Оптимальному варианту соответствуют спектральные характеристики поглощения Р; элементов коллектора 1;, у которых проекция ца ось длин вали спада края полосы поглощения И (Фцг, 2) равна сдвигу края полосы поглощения последующего злеме 11 таУстройство работает следующим образам.Лналцзируемый световой поток 3 (фиг. 1) проходит через последовательно расположенные элементы коллектора 1; . При этом в каждом элементе коллектора 1; поглощается часть анализируемого светового потока 3 в области спектра ф, , преобразуется г тепло и регистрируется датчиками 2 средств регистрации тепловыделения. Распределение тепловыделения и, соответственно, сигналы датчиков элементов коллектора характеризуют спектрально-энергетические характеристики анализируемого потокаоптического излучения.Если ширина исследуемых линий излучения (указана пунктиром на фиг. 3)О Ь 9 порядка или больше шага сдвигакрая полосы поглощения последующегоэлемента коллектора бЙ то величина1 дага сдвига ЬЯ, фактически, по аналогии с известными спектральнымиприборами, является аппаратной функцией и определяет разрешение по спектруДля определения спектральногоположения узких (ъЪ сьевьЬ ) линийизлучения существенным является наличие ненулевой проекции спада У;(И О).11 аименьшее число элементов 1; иупрощение системы регистрации дасти 2 гается прц ЬЪ, = Ь Ъ,Прц перестройке длины волны узкой линии излуче 1 ц 1 я (указана пунктиромна фиг. 3) относительное изменениеотеплоьыделения И, /,Т И;, где 1;1;:, 1 1Зд теплсвыделение в элементе коллектора1;, показано ца фиг. 4. Отсюда ясно,что суммарное тепловыделение в элементах коллектора определяет полныеэнергетические, а нормированное относительное теплавыделецие - спектЗгральцые характеристики анализируемого излучеция.Элементы коллектора могут бь 1 тьизготовлены цз следующих материалов: например, для области спектра403-9 мкм могут быть использованыматериалы 11 -МаР, 1-БгРг, 1 -МдР,спектральные характеристики которыхсоответствуют приведенным ца фиг, 2.Б Области 0,26 - 1,0 мкм элементыколлектора могут быть расположеныв такой последовательности, стекла БС-З, БС, БС, ХС, ЖС,жс-Б, ОС, ОС, КС, КС,КС, КС, ПС. Спектральныехарактеристики элементов такогоколлектора соответствуют приведенным ца сиг. 3,Для регистрации тепловыделения могут быть использованы известные термоэлектрические, терморезистивцые, цироэлектрические, акустические и другие датчики, а также ихкомбинации. Спектрально-энергетические характеристики излучения в соответствии с фиг. 4 могут непосредственно определяться по соотношению сигналов тепловых датчиков элементов коллектора. Идентификация узких линий может быть улучшена путем обработки сигналов датчиков с помощью операциифА; в /А;нА; +) А где Е, (9) - величина относитель 11ного дифференциального сигнала смежных датчиков;1А , А; - сигналы соответствен- . но з.-го и (д+1)-го датчиков.Зависимость Е;приведена на фиг. 5, откуда видно, что величина Е (3) непосредственно связана со 1спектральным положением узкой линии излучения, а использование операции Е; з вдвое повышает разрешающую способность.Схемы вычитания, суммирования и деления аналоговых сигналов широко известны. Операция Епозволяет перейти к количественному спектрально-энергетическому анализу вне зависимости от входного уровня мощности излучения. 1224605Изобретение позволяет улучшитьразрешающую способность устройства за счет последовательного поглощения энергии оптического излучения элементами коллектора в узких спектральных диапазонах и регистрации ее распределения по элементам коллектора с помощью средств измерения тепловыделения.10 Формула изобретения Устройство для определения спектрально-энергетического состава оптического излучения, содержащеемногоэлементный поглощающий коллектор излучения и средства регистрациитепловыделения в элементах коллектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 20 что, с целью улучшения разрешающейспособности, элементы коллектора расположены последовательно и каждыйпоследующий элемент имеет спад исдвиг края полосы поглощения в длин новолновую шш коротковолновую область, причем пвоекция на ось длиньолн спада края полосы поглощениякаждого элемента коллектора равнасдвигу края полосы поглощения по следующего элемента.(ао Состави Техред И едактор Н, Киштулин и играфическое предприятие г, Ужгород, ул. Проектная оизводственно Заказ 1940/38 ВНИИ 11 И Государс по делам изо 113035, Москва, енного етений -35, Р Б. Дорофеев ович Корректор Г. Решетник ж 778 Подписнокомитета СССРи открытийушская наб., д, 4/5