Диффузный рассеиватель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН в 4 С 02 В 5 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ ЕЛЬСТВУ 535019, кл.350/ етике фотометпечения руемогоослас высоя - улуч ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Государственный научно-исследовательский центр изучения природныхресурсов(56) Патент США У 3 105опублик. 1970.Патент США У 4511250,кл. 356/225,опублик. 1985,(54) ДИффЬЗНЫй РАССКИВАтКЛЬ (57) Изобретение относится к и может быть использовано в рических устройствах для обе диффузного отражения регистр излучения, а также в качеств бителя оптического излучения кой яркостью. Цель изобретен шение угловых и повышение стабильности оптических характеристик приупрощении конструкции рассеивателя.Рассеиватель состоит из плоского кремниевого основания 1, содержащего матрицу металлизированных полусфер 2,выполненных вогнутыми и покрытых зеркальной пленкой 3. Плоская поверхность основания зачернена слоем 4,а само основание посредством адгезионного теплопроводящего слоя 5 содинено с теплоприемником 6. Параллельный световой поток, падающий назеркальные полусферы 2, диффузно рассеивается в широком диапазоне угловВыделяемое тепло в слое 4 отводитсячерез теплопроводящий адгезионныйслой 5 на металлический теплоприем"ник 6, что позволяет предотвратитьпереизлучение от рассеивателя в инфракрасной области спектра. 3 ил.Рассеиватель работает следующим образом.Параллельный световой поток, падающий на зеркальные полусферы 2, диффузно рассеивается в широком диапазоне углов. Выделяемое тепло в плоском зачерненном слое 4 рассеивателя в результате поглощения излучения отводится через теплопроводящий адгезионный слой 5 на металлический теплоприемник 6, что позволяет предотвратить разогрев поверхности и переизлучение от рассеивателя в инфракрасной области спектра. Кремний обладает высокой температуропроводностью, что способствует эффек 45 Изобретение относится к оптике иможет быть использовано в фотометрических устройствах для обеспечениядиффузного отражения регистрируемо 5го излучения, а также в качества ослабителя оптического излучения с высокой яркостью.Цель изобретения - улучшение угловых и повышение стабильности онтических характеристик при упрощении конструкции рассеивателя,На фиг,1 представлена конструкциярассеивателя; на фиг.2 - схема егоразмещения в процессе рабож; иа 15фиг.З - семейство зависимостей сигнала с фотоприемника от взаимногоразворота рассеивателя и источникаего подсветки.Диффузный рассеиватель состоит 2 Оиз плоского кремниевого основания 1,содержащего матрицу металлизированных полусфер 2, выполненных вогнутыми и покрытых зеркальной пленкой 3.Плоская поверхность основания 1 за-. 25чернена чернью 4 так, что полусферы2 оказываются как бы в прорезях зачерненного экрана., а само основаниепосредством адгезионного теплопрово"дящего слоя 5 соединено с теплоприемником б.Матрица микрополусфер 2 формируется в кремниевой пластине 1 путемхимического травления с применениемфотолитографии. 35Поверхность полусфер 2 покрывается хорошо отражающей металлическойпленкой 3 родня, никеля и т.п, Плоская поверхность рассеивателя зачерняется, например, путем химического 40чернения гальванического покрытиямеди или алюминия на кремнии. тивному отводу тепла. На фиг.2 представлена схема размещения рассеивателя в процессе работы (измерений).Световой поток формируется коллиматором 7, содержащим лампу накаливания, диафрагму, механический модулятор, объектив. Модуляция светового потока позволяет упростить измерения, исключив ошибки из-эа попадания рассеянного света от посторонних источников на фотоприемник 8. Отраженный от рассеивателя 9 световой поток регистрируется фотоприемником 8, состоящим иэ фотообъектива, в фокусе которого установлен, например, фотодиод типа ФД 155 К и диафрагма с диаметром отверстия 2 мм, Переменное напряжение Б с частотой Р, равной частоте модуляции светового потока Р = 460 Гц, усиливается селективным предусилителем 1 О, к выходу которого подключен цифровой вольтметр 11.Фотоприемное устройство 8 и коллиматор 7 могут независимо поворачиваться в горизонтальной плоскостио вокруг оси 02 на угол ф 90 . Плоскость рассеивателя 9 фиксируется под углом ) относительно вертикальной оси 02, Отсчет углов в горизонтальной плоскости ведется к оси ОХ, проходящей через центр рассеивателя и перпендикулярной диаметру АВ. Ось ОХ нормальна плоскости рассеивателя, когда угол (1 = 0 , Угол оС образован осью ОХ и направлением регистрации диффузно рассеянного луча. При фиксированных углах о в процессе измерения диффузной составляющей, угол падения параллельного светового потока от коллиматора 7 изменяется в вределах от - до +, Диаметр полуокружности основания измерительного стенда составляет 1 м.П р и м е р. Изготовленный рассеиватель представляет собой матрицу диффузно рассеивающих полуюерических углублений диаметром 350 мкм, сформированных в кремниевой пластине и металлизированных никелем. Число под лусфер на единицу площади и= 2/ммРезультаты измерения, На фиг.З представлено семейство зависимостей (кривые 12-17)переменного напряжения П Ц 3) на выходе фотоприемника 8 от углового положения /3 коллиматора 7 и для фиксированных углов ( в диапазоне 15 + (40, Кривая 12 - =15;з1451 б 2 13-20; 14-251 15-30 16-35; 17-40 Измерения проводились при фиксированном угле ю(, -50 . Диаметр сеченияосветового потока от коллиматора 7 превышат диаметр рабочей поверхности рассеивателя 9. Таким образом, изменение площади светового пятна при изменении углав проведенных измерениях на учитывалось. Как следует 10 из приведенных на фиг.3 зависимостей, диффузный рассеивательимеет плоскую характеристику в широком диапазоне изменения углов падения светового потока по отношению к плоскости рас сеивателя при фиксированном положении фотоприемного устройства. Наиболее широкий диапазон изменения углов Ьпри постоянной амплитуде сигнала на выходе фП достигается для оп тимального угла Ч наклона рассеивателя, равного 30 (кривая 15, фиг.3). Неравномерность зависимости 0(3) для30 составляет + 1,83 при изменении угла падения светового потока 5 25 .от -22 до +52 (а 3 74 ). Неравномерность характеристики 0 может быть 94уменьшена путем улучшения качества изготовления рассеивателя в результате более равномерного расположения полусфер одинакового диаметра на его поверхности. Уменьшение угла М положения фотоприемного устройства 8 незначительно укорачивает плоский учас"(сток зависимости О в диапазоне отрицательных угловформула изобретения Диффузный рассеиватель, содер" жащий матрицу металлизированных полусфер, расположенных на плоском основании в прорезях зачерненного экрана, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения угловых и повышения стабильности оптических характеристик при упрощении конструкции, полусферы выполнены вогнутыми в кремниевом основании, плоская поверхность которого эачернена, причем основание соединено с дополнительно введенным теплоприемником адгеэионным теплопроводящим слоем.1451629 Составитель В.Кравченкоктор Л,Пчолинская. Техред А.Кравчук Корректор М,Макснмиюинец олиграфическое предприятие, г. Уж ул. Проектная,роизводств ЗаказВНИИПИ 6/44Тираж 514сударственного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Рау Подписноениям и открытиям при ГКНТ ССС ая наб д. 4/5