CS264718B1

CS264718B1 - Microwave Senior Optical Radiation Connection

Info

Publication number: CS264718B1
Application number: CS871470A
Authority: CS
Inventors: Jozef Ing Csc Fabian; Ivan Ing Csc Kneppo
Original assignee: Jozef Ing Csc Fabian; Ivan Ing Csc Kneppo
Priority date: 1987-03-05
Filing date: 1987-03-05
Publication date: 1989-09-12
Also published as: CS147087A1

Abstract

Zapojenie mikrovlnného senzora optického žiarenia má na vstupe fotocitlivý prvok, ktorý je spojený s meraným rezonátorom, ktorý je spojený s ramenom dvojitého T-článku. Protilahlé rameno dvojitého T-článku je spojené s referenč- ným rezonátorom. Vstupné rameno dvojitého T-článku je spojené s generátorom mikrovlnného výkonu a výstupné rameno dvojitého T-článku je spojené so zosilňovačom mikrovlnného výkonu, z ktorého je vyvedený výstup mikrovlnného signálu. Očelom zapojenia je dosiahnuť zvýšenie citlivosti merania intenzity optického žiarenia. Uvedeného účelu sa dosiahne striedavým napájením fotocitlivého prvku v mikrovlnovej oblasti a zapojením senzora do mostíkovej meracej siete. Zapojenie mikrovlnového senzora nájde uplatnenie v meracej a regulačnej technike, kde může byt využité ako vstupný článok meracieho systému.The connection of the microwave sensor of optical radiation has a photosensitive element at the input, which is connected to the measured resonator, which is connected to the arm of the double T-cell. The opposite arm of the double T-cell is connected to the reference resonator. The input arm of the double T-cell is connected to the microwave power generator and the output arm of the double T-cell is connected to the microwave power amplifier, from which the microwave signal is output. The purpose of the connection is to achieve an increase in the sensitivity of measuring the intensity of optical radiation. The stated purpose is achieved by alternating powering the photosensitive element in the microwave range and connecting the sensor to a bridge measuring network. The connection of the microwave sensor finds application in measurement and control technology, where it can be used as an input element of a measuring system.

Description

264718 2264718 2

Vynález sa týká zapojenia mikrovlnného senzora optického žiarenia využívajúgeho rezoná-torovú mostíkovú meraciu siet, ktorým sa detekuje optická veličina, a to intenzita optickéhožiarenia.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the connection of a microwave optical sensor utilizing a resonator bridge measurement network to detect an optical quantity, that is, an optical radiation intensity.

Doteraz známe detektory intenzity optického žiarenia využívajú jednak jednosměrné napá-janie fotocitlivého prvku napr. fotodiódy jednak striedavé napájanie, ktoré umožňuje prácuvo frekvenčnej oblasti, kde sa uplatňujú iné druhy šumu, čo může byt výhodné pre aplikáciev oblasti nízkošumových detektorov. Spojenie fotocitlivého prvku s rezonátorom je v sdlades druhým prístupom k sledovanej problematike a dosiahne sa tým stav, kedy sa změna parametrovmikrovlnného rezonátora, zapříčiněná snímanou intenzitou optického žiarenia transformuje nazměnu mikrovlnného výkonu prenášaného meracím obvodom.To date, optical radiation intensity detectors utilize, on the one hand, a unidirectional supply of a photosensitive element, e.g., a photodiode, on the one hand, an AC power supply that permits operation of the frequency domain where other kinds of noise are applied, which may be advantageous for applications in the field of low noise detectors. The connection of the photosensitive element to the resonator is in accordance with the second approach to the subject matter and a state is achieved in which the change of the parameters of the microwave resonator caused by the sensed intensity of the optical radiation is transformed into the microwave power transmitted by the measuring circuit.

Pri" použití mikrovlnového rezonátora ako vstupného transformátora sa interakcia optic-kého žiarenia a fotocitlivého prvku spojeného s rezonátorom prejaví změnou charakteristickýchparametrov rezonátora a to rezonančněj frekvencie, súčinitela kvality a vSzby. Vyhodnotitzměnu parametrov rezonátora známými metodami napr. určenie súčinitela kvality metodou zošířky rezonančnej křivky pri poklese prenášaného výkonu na polovičnú hodnotu je v takomtopřípade obtiažne, nakolko předpokládané změny súčinitela kvality rezonátora v důsledku půso-benia optického žiarenia ležia pod hranicou 2 %, čo je přesnost týchto metod.When "using a microwave resonator as an input transformer, the interaction of the optical radiation and the photosensitive element associated with the resonator is manifested by a change in the characteristic parameters of the resonator, namely the resonance frequency, the quality coefficient and the ratio. Evaluate the resonator parameters by known methods, e.g. the transmitted power to half is difficult in such a case, since the assumed changes in the quality factor of the resonator due to the effect of optical radiation lie below 2%, which is the accuracy of these methods.

Tieto nedostatky v podstatnej miere odstraňuje zapojenie mikrovlnového senzora optickéhožiarenia podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že fotocitlivý prvok je spojenýs mikrovlnovým rezonátorom, ktorý je spojený s jedným ramenom dvojitého T-článku, pričoms protilehlým ramenom dvojitého T-článku je spojený referenčný rezonátor. Mikrovlnový generátorje zapojený so vstupným ramenom dvojitého T-článku a s výstupným ramenom dvojitého T-článkupak zosilňovač mikrovlnového výkonu.These drawbacks are substantially eliminated by the inclusion of a microwave optical sensor according to the invention, wherein the photoresist element is coupled to a microwave resonator which is connected to a single arm of a double T-cell, while a reference resonator is coupled to the opposite arm of the double T-cell. A microwave generator is connected to a dual T-cell input arm and a microwave power amplifier with a dual T-cell output arm.

Hlavnou výhodou vynálezu je možnost zvýšenia citlivosti priamo meratelnej veličiny arelativného zvýšenia výstupného výkonu mostíkovej meracej siete na změnu meranej veličiny -intenzity optického žiarenia - vzhladora na to, že táto citlivost je nepriamo úměrná rozdieluhodnůt vazobného súčinitela rezonátorov tvoriacich rezonátorový mikrovlnový mostík. Rovnakýzávěr platí i pre vztah medzi súčinitelmi kvality oboch rezonátorov.The main advantage of the invention is the possibility to increase the sensitivity of the directly measurable quantity and the relative increase of the output power of the bridge measuring network to change the measured quantity - the intensity of the optical radiation - since this sensitivity is inversely proportional to the difference of the coupling factor of the resonators forming the resonator microwave bridge. The same conclusion applies to the relationship between the quality coefficients of the two resonators.

Na pripojenom výkrese je znázorněná bloková schéma zapojenia mikrovlnového senzora optic-kého žiarenia.A schematic diagram of the connection of a microwave optical sensor is shown in the accompanying drawing.

Zapojenie mikrovlnového senzora optického žiarenia má na vstupe fotocitlivý prvok J.,ktorý je spojený s meraným rezonátorom 2, ktorý je spojený s jedným ramenom 2 dvojitéhoT-článku 3. Protilahlé rameno 3 dvojitého T-článku 2 je spojené s referenčným rezonátorom i.Vstupná vetva 2 dvojitého T-článku 3 je spojená s generátorom 2 mikrovlnového výkonu a výstup-ná vetva 10 dvojitého T-článku 2 je spojená so zosilňovačom 2 mikrovlnového výkonu, z ktoréhoje vyvedený výstup mikrovlnového signálu.The connection of the microwave optical radiation sensor has a photosensitive element J at the inlet, which is connected to the measured resonator 2, which is connected to one arm 2 of the double T-cell 3. The opposite arm 3 of the double T-cell 2 is connected to the reference resonator i. 2 of the double T-link 3 is connected to the microwave power generator 2 and the output line 10 of the double T-link 2 is connected to a microwave power amplifier 2 from which the microwave signal output is output.

Mikrovlnový generátor 2 dodává výkon do vstupnej vrstvy 9 dvojitého T-článku 2 a najeho výstupe sa objaví signál, ktorý závisí od rozdielu parametrov meraného rezonátora 2 areferenčného rezonátora £ spojeného s bočnými ramenami dvojitého T-článku 2· Nastavovacímmechanizmom referenčného rezonátora 2 sa nastaví rovnováha meracej siete, ktorá je určenáminimálnou hodnotou mikrovlnového výkonu vystupujúceho z výstupného ramena dvojitého T-článku2· Optické žiarenie dopadajúce na fotocitlivý prvok 2 vyvolá změnu vodivosti tohoto prvku,ktorá má za následok změnu charakteristických parametrov meraného rezonátora 2 a to rezonanč-nej frekvencie súčinitela kvality a vSzby. Táto změna parametrov meraného rezonátora 2 v jed-nej vetve dvojitého T-článku 2 spůsobí porušenie rovnováhy meracej siete, So sa prejaví změnoumikrovlnového výkonu vo výstupnom ramene dvojitého T-článku 2· Na výstupe zosilovača 2 mikro-vlnového výkonu sa potom objaví zosilnený signál, ktorý může byť dalej spracovaný známýmimetodami.Microwave generator 2 delivers power to input layer 9 of dual T-cell 2 and a signal is output at its output that depends on the difference in parameters of resonator 2 measured and resonator 6 coupled to the side arms of double T-cell 2. The optical radiation incident on the photosensitive element 2 causes a change in the conductivity of the element, which results in a change in the characteristic parameters of the measured resonator 2, namely the resonant frequency of the quality factor and the ratio. . This change in the parameters of the measured resonator 2 in one branch of the double T-cell 2 causes the measurement network to break the equilibrium, S 0 results in a change in the microwave power in the output arm of the double T-cell 2 · A amplified signal then appears at the output of the micro-wave amplifier 2, which can be further processed by known methods.

Zapojenie mikrovlnového senzora optického žiarenia může nájsť uplatnenie v meracej a re-The connection of a microwave optical sensor can find application in the measurement and re-

Claims

Connection of a microwave optical radiation sensor comprising a microwave resonator with a photosensitive element, characterized in that the photo-sensitive element (1) is connected to a microwave resonator (2) which is connected to the arm (7) of the double T-cell (3), the reference resonator (4) is connected by the arm (8) of the double T-cell (3), the microwave generator (5) is connected to the input arm (9) of the double T-cell (3) and the output arm (10) of the double T-cell 3) the microwave power amplifier (6) is connected.