Устройство для измерения пространственно-временного распределения интенсивности когерентного излучения

ОП ИСАЙКЕ ИЗОБРЕТЕН ЙЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 00776190 Союз Советскик Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30,07.8(51) М. Кл.зС 011 5/5 сударстеенныи комите СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявител СТИ: .;:.:,:",: . НСТ ИВ 54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТР ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕКОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИ Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к области измерения структуры пучков когерентцого излучения УФ- и ИК-диапазона,Известно устройство измеренияранственного распределения пучковчения (1, содержащее люминесцсэкран и источник возбуждения.Недостатком этого устройства является невозможность измерения временных ха О рактеристик импульсного излучения.Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству является устройство 21 измерения пространственного распределения интенсивности 5 когерецтного излучения, содержащее преобразователь исследуемого излучения в видимое с источником возбуждения и регистратор. В качестве преобразователя излучения в нем применен люминофор с источ ником УФ-возбуждения и регистратор фотографического типа.Целью изобретения является измерение распределения интенсивности импульсного когерецтного излучения. 5Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее преобразователь исследуемого излучения в видимое с источником возбукдения и регистра- . тор, введен обтюратор и прозрачная для 30 прост- а излу- птцый(72) Авторы изобретения Н. С. Колобков,исследуемого излучения плоскопараллельпая пластина, размещенная между обтюратором и преобразователем, при этом обтюратор вь.полнен в виде диска с радиальными щелями, ось вращения которого параллельна осц исследуемого пучка излучения, установленного перед преобразователем ца расстоянии, выбираемом из соотпоАшенпя Ы:, где А - расстояние от источппка излучения до плоскости обтюратора, 0 - диаметр пучка излучения па выходе источника,- пространственное разрешение преобразователя; шаг между щелями задан соотношением Ь=2 лРЖт, где Л - средний радиус щелей, Ж - число оборотов диска обтюратора в секунду, т - длительность регистрируемого импульса излучения, а ширина цели задана соотцошением 6= в , где К - количество кадровКрегистрации.. На фиг. 1 приведена схсма предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вид А па фиг.1. Устройство содержит преобразователь 1 исследуемого излучения в видимое - люминофор, источник 2 ультрафиолетового возбуждения, регистратор 3 фотографического типа, обтюратор 4 с радиальными щелями 5, плоскопараллельпую пластину б, привод7 диска обтюратора, источник 8 когерентного излучения. Расстояние от преобразователя до обтюратора - д, расстояние отобтюратора до исследуемого источника -В, Диаметр пучка - О, средний радиус щелей - Рь ширина и длина щели соответственно й и Р, шаг щелей Е моменты регистрации информации 1 1 ь1;,Ось вращения диска обтюратора 4 параллельна оси пучка исследуемого излучения источника 8 когерентцого излучения.Обтюратор 4 установлен перед преобразователем 1 на расстоянии, выбираемом изАсоотношения с( (, где у - и ростр аьй.(ственное разрешение преобразователя 1.Отверстия обтюратора 4 выполнены ввиде радиальных щелей, шаг которых выбирается цз соотношения 7.=2 лЯЛгт, глеЛ - число оборотов диска обтюратора всекунду, т - длительность регистрируемого1.импульса, а шприца щели й= - , где К -Кколичество кадров (т. е. количество моментов времени 1 О, 1 ь 12,ь при которых регистрируется информация).Устройство работает следующим образом,На преобразователь 1 исследуемого излучения падает поток ультрафиолетовогоизлучения, создаваемьш источником 2 УФвозбуждения ц вызывает свечение люминофора. Диск обтюратора 4 приводится вовращение приводом 7. Регистратор 3 фотографического типа при этом регистрируетравномерно освещенную поверхность люминофора.При возникновении импульса когерентцого ИК-излучения источника 8 ца пути потока излучения от пего окажутся щели обтюратора, которые в процессе действия импульса будут смещаться по окружности(см. фиг, 2), занимая положения 1 о, гь 2,1,. г 1 асть потока излучения источника,пройдя через щели обтюратора, вызоветуменьшение яркости свечения люминофора(эффект тушения - термцческая стимуляция или оптическая стимуляция ллялюминофоров различных типов), В моменты 10, 1 1,1; производится регистрациясвечения преобразователя 1.Пространственное р азрешение можетбыть оценено из следующих соображений:1) по радиусу диска оотюратора разрегцсццс равно разрешению преобразователя1 - люминофора-у. Количество элементовразрешения равно Р у.2) по средней окружности диска обтюратора количество элементов разрешенияравно количеству щелей, попадаюцих вплощадь, ограниченную следом пучка псточйика 8 в плоскости диска обтюратора -йп= . Количество элементов разрешенияЬ одного кадра (например для момейта времени го).йт= ",Р=и;Р,Временное разрешение определяется изуравнения:Ь2 лйУоПо направлению нормальному к радиусуР получается фотохронограмма процесса лля Р точек в предположении, что изменения в области Е Р за время импульса незначительны, т. е. области, на которые разлагается изображение сечения пучка в плоскости преобразователя, есть Р Е,.Преобразователь 1 исследуемого излучения в видимое (люминофор) располагают от диска обтюратора на расстоянии д(В упоскольку в ближней зоне при многомодо 25 вом излучении источник может быть представлен набором точечных источников,каждый с собственной диаграммой направленности, расположенных на конечном расстоянии В от лиска обтюратора в апертурезо це большей В. При этом щели обтюраторабудут действовать подобно отверстиям камеры обскуры в направлении шириныщели ц изображение щслц (ее теневая проекция), будут изменяться - уширяться,35 приводя к ухудшению разрешения. Выражение для определения д позволяет неухулш ать пространственое р азрешециепри регистрации.Предлагаемое устройство позволяет реа 40 лизовать ждущий режим работы,Плоскопараллельцая пластина, выполненная из материала прозрачного для излучения, установлена для цсключения влияния воздушного потока, создаваемого15 вращающимся диском обтюратора 4. Этоособенно важно при использовании тепловых приемников - преобразователей ИКизлучения в видимое - люминофоров ижидких кристаллах.50 Для фиксации момента прохождения импульса излучения может быть использовандополнительный фотопрпемник, на который попалает часть исследуемого излучения, Отсчет скорости вращения можно про 55 изводить с помощью осветителя и фотоприемника, оптически связанных через щели диска обтюратора 4.Сигналы с дополнительного фотоприемника и измерителя скорости вращения попо дают ца схему запуска регистратора 3 фотографического типа.В качестве преобразователя 1 могутбыть использованы люминофоры и жидкиекристаллы, магнитные пленки, среды05 ФТИРОС и др.В случае люминофора источник возбуждения - источник УФ-излучения, в случае жидкого кристалла - источник видимого излучения. Изготовлен и испытан макет предлагаемого устройства с диском оотюратора Я 125 мм, й 0,25 мм, Ь 4 мм, К 16, М до 200 об/с, п 6, с источником Х 1,06 мкм, Достигнуто временное разрешение 0,5 мс, чувствительность -10 - Дж/см с люминофором 7 п 5 - Сп - Со.Предлагаемое устройство может быть использовано для измерения расходимости излучения, структуры пучков и их изменений во время действия импульсов когерентпого излучения при физических исследованиях.Ф ор мул а и зо бр етецУстройство для измерения пространственно-временного распределения интенсивности когерентного излучения, содержащее преобразователь исследуемого излучения в видимое с источником возбуждения и регистратор, отличающееся тем, что, с целью измерения распределения интенсивности импульсного когерептного излучения, в него введен обтюратор и прозрачная для исследуемого излучения плоскопараллельпая пластина, размещенная между обтюратором и преобразователем, при этом обтюратор выполнен в виде диска с радиальными щелями, ось вращения которого параллельна оси исследуемого пучка излучения,5 и установлен перед преобразователем нарасстоянии, выбираемом из соотношенияВс( - , где В - расстояние от источникаотисследуемого излучения до плоскости об 10 тюратора, В - диаметр пучка излученияна выходе источника, у пространственное разрешение преобразователя, а шагмежду щелями задан соотношением=2 лРМт, где й - средний радиус щелей,15 У - число оборотов диска обтюратора всекунду, т - длительность регистрируемогоимпульса излучения, а ширина щели зада 1,на соотношением Ь= - , где К - количеК20 ство кадров регистрации,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Варшавский М, Я. Определение разре 25 шающей способности люминесцентных экранов с тепловым тушением. ПТЭ1,1977, с, 216.2. Патент США2642538, кл, 250 в ,1953 (прототип).77690 Состав 55 тель О. ФилипповТехред А, Камышникова Редактор П, Горькова Корректор Е. Михее ипограф 555, п пунова, 2 каз 1023/15 Изд.186 Тираж 856 Подписное ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретенийоткрытий 113035, Москва, )К.35, Раушская наб., д. 4/5