Оптический локатор для зондирования двуокиси азота в атмосфере

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) Я 51) 4 С 01 И 21/3 1132 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(56) Козинцев В.И. и др, Лидар для определения двуокиси азота. Тезисы 11 Всесоюзной научно-технической конференции "Применение лазеров в приборостроении, машиностроении, и медицинской технике", М., 1979, с, 141 - 144.СЬапя-Эцио Иц, 1.В., 1.ошЬагй 1, Орс 1 са 1 сопвпцп 1 сас 1 опз, ч. 7, В 3 (1973) с. 233 в 2.Отчет "Разработка метода и аппаратуры для определения концентрациигаза двуокиси азота в атмосфере ЦАО, 1977, с. 15-59.(54) (57) ОПТИЧЕСКИЙ ЛОКАТОР ДЛЯ ЗОНДИРОВАНИЯ ДВУОКИСИ АЗОТА В АТМОСФЕРЕ, содержащий оптический передатчик и двухканальную приемную систему, включающую входной телескоп, полихроматор на основе дисперсионного блока и компенсирующих клиньев, два фотоумножителя и блок обработки сигналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения чувствительности определения концентрации двуокиси азота в атмосфере, в качестве дисперсионного блока используется интерферометр. Фабри-Перо, установленный между выходом входного телескопа и компенсирующими клиньями, причем один фотоприемник устаоч новлен под углом90 к оптическои оси приемной системы на входе интерферометра, а другой - на оптической оси на выходе интерферометра.15 20 ЗО 40 50 55 Изобретение относится к области атмосферной оптики и применяется дляизмерения концентрации двуокиси азота в атмосфере.Известно устройство для определения содержания двуокиси азота в атмосфере, состоящее из двухволнового лазерного излучателя, системы приема и обработки сигналов.Использовацие в данном устройстве двух лазеров для получения двух волн создает громоздкость конструкции,трудность юстировки и необходимостьконтроля длин волн обоих излучателейПри использовании одного лазерасо сложным резонатором появляющаясянестабильность соотношения энергиигенераций в каналах приводит к значительной погрешности измерений.Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее оптический передатчик на основе лампового излучателя, Из широкой полосы излучения, пампы выделяется участок - 10 нм, который перекрывает несколько максимумов и минимумов поглощения двуокиси азота. Отраженное от уголкового отражателя излучение через входную щель полихроматора попадает на дисперсионный блок, после чего с помощью поворотной призмы диспергированные лучи направляются на торец волоконного световода, позволяющего разделить спектральные участки, соответствующие шах и т).п поглощения двуокиси азота, и направить на два независи - мых фотоумножителя.Однако это устройство также обладает недостаточной чувствительностью из-за малого коэффициента пропускания приемной оптики, что связано с невозможностью согласования круглого пятна с телескопа с входной щелью спектрального прибора, а также с потерями при возбуждении световолоконного блока; сложностью изготовления световолоконного блока; сложностью конструкции приемного блока, что приводит к большой трудоемкости при настройке.Цель изобретения - устранение указанных недостатков и повышение чувствительности измерений концентрации двуокиси азота в атмосфере,Цель достигается тем, что в качестве дисперсионного блока используется интерферометр Фабриеро,уст цовцс ццый между выходом входно -ГО 1 елекоп и компенсирующими клиньями, причем Однц фоток;)цемник ус -,отановлец НО;1 уг).омЧО к оптической Ок цриемнон истомы на входекнтерферометр, а н 7 Орой н Оптк -еской оск на выходе ицтерферометра.На фкг, 1 изображена блок-схемаоптического )1 окатор; на фкг. 2спектраль 1 цяе харктеркстнкк двуокиси азота и кцяерферометра,устрОйство сотокт кз .,.зерного излучателяна Органцче ко: красителе с нс дисперсионцым резоатором, излучающим широкую:1 книн) .- 10 цм к включающим коррек Гнруюскй тее - скоп 2 приемного блока, стоящего из г 7 ходцого тегтеско 17 3, ицтерфером е т р а Ф а б р к - П е )-, к с " 1 е н с к р l ющи х клиньев 56 к фотоумнокк; Очей г,8, а также кэ блоков регистрции сигналов 9, 10, блока 11 об;)боткк информации и Олок 12 вьц)ода информации 12.Устрой гво рабо гает следующим образом . Си на:1 гнз, р ного иэлуча- телЯ 1 чеРез коРРекткРУющкй тс.)ескоп 2 направляется ц гоцографичес - ккй обьект, Отраженцое сг оогьекта излучение посту 1:ает на вход входного телескопа 3 пос)е чего попадаетна термостабилизкрованный кцтерферометр Фабри-Перо, изготовленный издвух зеркал н о.)тическом контакте,где излучение разде:;яется на два потока - проходящий и отраженный, при этом происходит разделение на максимум и мкцимум поглощения спектра двуокии азот, благодаря нличию серии экцкцкстццкоццых лкцкй в спектре поглощения двуокиси азота в области й Э = ч 51,5 - н 31,5 нм (см. фиг. 2), При этом база ицтерферометра подбирается из условия совмещения гребенки максимумов пропускания интерферометра (фиг. 2,а) с минимумами поглощения в спектре двуокиси азота, соответственно максимумы отражения (фиг. 2,б) интерферометра совпадают с минимумами пропускания двуокиси азота, т.е, на одиц из фотоприемников попадает излученке более ослабленное,чем на другой. Таким образом, например, для длины волны Я = 440 нм база интерферометра должна быть порядка 32 мк, После интерферометра оба пучка излучения через компенскруюшие клинья 5 и 6, кото845582 табло блока Фиг.) рые представляют собой клиновые стеклянные нейтрала:ые фильтры, служащие для обеспечения выравнивания потоков, поступают на фотоумножители(ФЭУ) 7 и 8. Разница в сигналах наФЭУ соответствует интегральной концентрации двуокиси азота на участкемежду приемником и передатчиком,Сигналы с ФЭУ регистрируются блоками 9 и 10 регистрации и после обра Оботки сигналов блокам 11 информации выводится на световое 1 2 вывода инфо рмации.Оптический локатор для зондирования двуокиси азота в атмосфере по сравнению с известными обладает следующими преимуществами: отпадает необходимость контроля выходной мощности лазерного излучения, так как введенный интерферометр Фабри-Перо разделяет падающее лазерное излучение на два потока - падающий и проходящий, повыщается чувствительность определения.84 с 82 едактор Л,Письм хред Л.Сердюкова Корректор Т.Колб 2 1 ака Тираж 7ПИ Государственного коо делам изобретений и35, Москва, Ж, Рауш Подписно итета СССткрытийкая наб 4/ Производственно-полиграФическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4