DE19518008A1 - Elektronisches Synchronregistriergerät - Google Patents
Elektronisches SynchronregistriergerätInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Synchron-Registriergerät zur
N-fachen Synchron-Registrierung von n Spannungspulsen zwischen 0
und 30 V Pulshöhe und Pulsdauern kleiner als 500 ns in einer Regi
strierzeit von weniger als 100 s. Es handelt sich somit um ein Meßgerät
zur gleichzeitigen Erfassung von analogen Signalen.
Das elektronische Synchron-Registriergerät dient u. a. zur Analyse von
Impulsen von strukturierten Atomlagen-Thermosäulen. Mit dem Ge
samtgerät können ortsaufgelöst Energie oder Leistung von gepulsten
Laserstrahlen bestimmt werden.
Die Kontrolle von Laserstrahlung im sichtbaren Spektralbereich er
folgt u. a. mit der CCD-Kamera. Diese erlaubt, ortsaufgelöst Energie-
oder Pulsleistungsverteilungen in Laserstrahlen zu bestimmen. Mit der
Atomlagen-Thermosäule bzw. der strukturierten Atomlagen-Thermo
säule ist es möglich, Laserstrahlung in anderen Spektralbereichen, z. B.
im Infraroten, u. a. Strahlung des CO₂-Lasers, oder im UV, z. B. Strah
lung von Excimer-Lasern, ortsaufgelöst zu registrieren. Für eine Aus
wertung der Signale werden zur Zeit Oszilloskope eingesetzt. Diese
sind sehr aufwendig und erlauben nicht die synchrone Registrierung bei
Verwendung von n Kanälen mit n Spannungspulsen, wobei n » 1.
Das erfindungsgemäße elektronische Synchron-Registriergerät erlaubt
das synchrone Auslesen von Vielkanal-Sensoren, wie die strukturierte
Atomlagen-Thermosäule. Das Gerät kann je nach Ausführung als
Energie- oder Leistungsmeßgerät zur Bestimmung der örtlichen Ver
teilung der Laserstrahlung in einem gepulsten Laserstrahl verwendet
werden. Das Meßgerät erlaubt insbesondere die ortsaufgelöste Echtzeit
kontrolle von Laserstrahlung in Spektralbereichen der Laserstrahlung,
die mit der CCD-Kamera nicht zugänglich sind. Mit dem Gerät wird
ein wesentlicher Fortschritt erzielt auf dem Gebiet der Laserstrahlana
lyse von Lasern der Materialbearbeitung und von Medizinlasern.
Die Wirkungsweise von speziellen Ausführungen des elektronischen
Synchron-Registriergerätes wird im folgenden dargestellt.
Die Wirkungsweise eines elektronischen Synchronregistriergerätes in Verbindung mit einer n
streifigen Atomlagenthermosäule oder mit einer zu n-Pixeln strukturierten Atomlagenther
mosäulen-Matrix ist in Abb. 1 dargestellt.
Mit einem gepulsten Laserstrahl wird eine n-streifige Atomlagenthermosäule durch eine
Schlitzblende bestrahlt. Mit dem elektronischen Synchronregistriergerät wird somit bei jedem
Laserpuls mit Hilfe des Atomlagenthermosäulen-Arrays ein Schnitt durch das Strahlenprofil
des Laserpulses erfaßt und über eine Mehrkanal-A/D-Wandlerkrte im Arbeitsspeicher eines
Computers abgelegt. Der Computer gibt anschließend Schrittsignale an einen Schrittmotor
aus, der die Schlitzblende um eine definierte Strecke über die n-streifige Atomlagenthermo
säule längs der Streifen versetzt, um beim nächsten Puls einen weiteren Strahlenprofilschnitt
zu erfassen. Der Vorgang wiederholt sich N mal, bis die Schlitzblende über die ganze n
streifige Atomlagenthermosäule geschoben worden ist.
Am (n+1)-ten Eingang des elektronischen Synchronregistriergerätes wird eine weitere
Atomlagenthermosäule angeschlossen, die über einen Strahlenteiler vom selben Laserstrahl
beleuchtet wird. Durch sie wird zum einen der Zeitpunkt der Analog-Digital-Wandlung
festgelegt (Triggersignal). Zum anderen können mit ihrer Hilfe die gleichzeitig registrierten
Signale 1 bis n der strukturierten Atomlagenthermosäule auf die Signalhöhe des Referenz
detektors normiert werden, wenn die Pulsleistung des Laserstrahls während der gemessenen
Laserpulse nicht stabil ist.
Nach Erfassung der n × N Daten kann je nach Ausführung des elektronischen Synchron
registriergerätes die örtliche Leistungs- oder Energieverteilung des Laserstrahls grafisch am
Computer dargestellt und bei Bedarf in Dateien abgespeichert werden.
Wird zudem die Pulsform des Referenzdetektors mit einem Speicheroszilloskop erfaßt, so
kann die Laserpulsleistung (bzw. -Energie) Orts- und Zeit aufgelöst berechnet und dargestellt
werden.
Bei Verwendung einer Atomlagenthermosäulen-Matrix entfällt der Einsatz der Schrittmotor
gesteuerten Schlitzblende. Der Laserpuls wird somit in Echtzeit erfaßt. Die Pulsenergievertei
lung oder die Pulsleistungsverteilung wird unmittelbar nach jedem Laserpuls am Computer
dargestellt und bei Bedarf gespeichert.
Claims (17)
1. Elektronisches Synchronregistriergerät zur N-fachen Synchronregistrierung von
n Spannungspulsen zwischen 0 und 30 V Pulshöhe und Pulsdauern weniger als 500 ns in
einer registrierten Zeit von weniger als 100 s.
2. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß für n < 1 und N = 1 mit Hilfe eines CCD-Multiplexers Spannungspulsenergien
gleichzeitig erfaßt werden.
3. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß mit Hilfe einer Peakholdschaltung Spitzenwerte von Spannungsimpulsen konstant
gehalten werden, um mit einem A/D-Wandler eine Digitalisierung durchzuführen.
4. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß für auf der Basis von schnellen Operationsverstärkern in einer Integrierschaltung die
Größe der Pulsenergie oder ∫ U(t)dt als Ausgangsspannung konstant gehalten wird, um
mit einem A/D-Wandler eine Digitalisierung durchzuführen.
5. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (3),
dadurch gekennzeichnet,
daß für n = 1 und N = 1 mit Hilfe einer Peakholdschaltung Spitzenwerte von
Spannungsimpulsen konstant gehalten werden, um mit einem A/D-Wandler eine
Digitalisierung durchzuführen.
6. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (4),
dadurch gekennzeichnet,
daß für mit n = 1 und N = 1 auf der Basis von schnellen Operationsverstärkern in einer
Integrierschaltung die Größe der Pulsenergie oder ∫ U(t)dt als Ausgangsspannung
konstant gehalten wird, um mit einem A/D-Wandler eine Digitalisierung durchzuführen.
7. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannungssignale mit einer strukturierten Atomlagenthermosäule erzeugt
werden.
8. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (5),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spannungsimpuls von einer einzelnen Atomlagenthermosäule stammt, um ein
schnelles Leistungsmeßgerät zu realisieren.
9. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannungsimpulse erzeugt werden durch eine n-streifige Atomlagenthermosäule.
10. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (1),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannungsimpulse dadurch erzeugt werden,
daß eine n-streifige Atomlagenthermosäule durch eine Schlitzblende mit gepulsten
Laserstrahlen beleuchtet wird und die Schlitzblende in N Schritten über die Atomlagen
thermosäule geschoben wird.
11. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (10),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlitzblende mit einem Computergesteuerten Schrittmotor geschoben wird.
12. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (11),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schrittmotor von einem Micro Controller gesteuert wird.
13. Elektronisches Synchronregistriergerät nach vorangegangenen Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein lineares Atomlagetithermosäulen-Array anstelle einer Schlitzblende mit
gepulsten Laserstrahlen beleuchtet wird und in N Schritten quer zum Laserstrahl in eine
Richtung bewegt wird.
14. Elektronisches Synchronregistriergerät nach Anspruch (13),
dadurch gekennzeichnet,
daß ein lineares Atomlagenthermosäulen-Array anstelle einer Schlitzblende mit
gepulsten Laserstrahlen beleuchtet wird und in N Schritten quer zum Laserstrahl in
verschiedenen Richtungen bewegt wird.
15. Elektronisches Synchronregistriergerät nach vorangegangenen Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Atomlagenthermosäule über einen Strahlenteiler zusätzlich zu einem
Atomlagenthermosäulen-Array von den selben Laserpulsen beleuchtet um den Zeitpunkt
der A/D-Wandlung zu bestimmen.
16. Elektronisches Synchronregistriergerät nach vorangegangenen Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Atomlagenthermosäule über einen Strahlenteiler zusätzlich zu einem
Atomlagenthermosäulen-Array von Laserpulsen beleuchtet wird, um den Puls dieser
Atomlagenthermosäule als Energiereferenz zu verwenden.
17. Elektronisches Synchronregistriergerät nach vorangegangenen Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Atomlagenthermosäule über einen Strahlenteiler zusätzlich zu einem
Atomlagenthermosäulen-Array von Laserpulsen beleuchtet wird, um den Puls dieser
Atomlagenthermosäule als Leistungsreferenz zu verwenden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1995118008 DE19518008A1 (de) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | Elektronisches Synchronregistriergerät |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1995118008 DE19518008A1 (de) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | Elektronisches Synchronregistriergerät |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19518008A1 true DE19518008A1 (de) | 1996-11-21 |
Family
ID=7762087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1995118008 Ceased DE19518008A1 (de) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | Elektronisches Synchronregistriergerät |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19518008A1 (de) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4973900A (en) * | 1987-06-10 | 1990-11-27 | Hamamatsu Photonics K.K. | Voltage detecting device |
| WO1991012534A1 (en) * | 1990-02-15 | 1991-08-22 | Photon Dynamics, Inc. | Voltage imaging system using electro-optics |
| DE9415597U1 (de) * | 1994-09-29 | 1994-11-17 | BLZ Bayerisches Laserzentrum Gemeinnützige Forschungsgesellschaft mbH, 91058 Erlangen | Atomlagen-Thermosäulen-Detektor |
-
1995
- 1995-05-19 DE DE1995118008 patent/DE19518008A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4973900A (en) * | 1987-06-10 | 1990-11-27 | Hamamatsu Photonics K.K. | Voltage detecting device |
| WO1991012534A1 (en) * | 1990-02-15 | 1991-08-22 | Photon Dynamics, Inc. | Voltage imaging system using electro-optics |
| DE9415597U1 (de) * | 1994-09-29 | 1994-11-17 | BLZ Bayerisches Laserzentrum Gemeinnützige Forschungsgesellschaft mbH, 91058 Erlangen | Atomlagen-Thermosäulen-Detektor |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Loosen, P. et al.: "Diagnostik von CO2 Laserstrahlung", In: Laser und Optoelektronik, 1985, Nr. 3, S. 278-281 * |
| Wisotzky, W.: "Abtastvoltmeter: Acht Kanäle im Gleichschritt", In: Elektronik, 1985, H. 16, S. 65-67 * |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HONKE, THOMAS, DIPL.-PHYS., 87650 BAISWEIL, DE REN |
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| 8131 | Rejection |