DE2222528C3

DE2222528C3 - Gerät zur Beobachtung insbesondere ultrahochfrequenter bis infraroter Strahlung

Info

Publication number: DE2222528C3
Application number: DE19722222528
Authority: DE
Inventors: Aleksej Pavlovitsch Baschulin; Samuil Aronovitsch Fridman; Natalija Aleksandrovna Irisova; Nina Vasiljevna Dolgoprudnyj Moskovskoj Oblasti Mitrofanova; Valentina Vasiljevna Schtschajenko; Jurij Petrovitsch Timofejev; Evgenij Aleksandrovitsch Vinogradov
Original assignee: Ordena Lenina Fisitscheskij Institut Imeni Pn Lebedeva Akademii Nauk Ssr Moskau
Current assignee: Ordena Lenina Fisitscheskij Institut Imeni Pn Lebedeva Akademii Nauk Ssr Moskau
Priority date: 1972-05-08
Filing date: 1972-05-08
Publication date: 1978-08-17
Also published as: DE2222528A1; DE2222528B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung gestattet es,, beispielsweise die Struktur von Wellentypen, die Divergenz eines Bündels sowie die Wellenlänge der Strahlung von Infrarotlasern und Ultrahochfrequenzgeneratoren zu bestimmen, die Justierung und die Nachbildung bzw. Simulation von quasioptischen Wegen vorzunehmen sowie Holografie und zerstörungsfreie Werkstoffprüfung in allen Infrarot- und Ultrahochfrequenzbereichen usw. durchzufüh- ren.

Es sind Laboranlagen zur unmittelbaren Beobachtung elektromagnetischer Strahlung bekannt, in denen die Wärmewirkung der zu registrierenden Strahlungen auf mehrschichtige Empfangsfolien von Empfangsschirmen

to ausgenutzt wird.

Die Empfangsfolien enthalten eine wärmeisolierende Basisschicht mit einer geringen Wärmekapazität, eine Absorptionsmetallschicht sowie eine temperaturempfindliche Schicht, die entweder durch temperaturein p- findliche Leuchtstoffe (vgl. beispielsweise A. P. B a s h u -lin, E.A. Winogradow, N.A. Irisowa, S.A. Friedman, Brief an die »Zeitschrift für theoretische und Experimentalphysik«, Band 8, Wr. 5, S. 261, 1968) oder durch Flüssigkristalle (vgl. beispielsweise Augu s t i η e C. F. Zeitschrift »Electronics«, Band 41, S. 118,24. 6.1968) gebildet ist

Die Oberfläche der Empfangsfolie des Empfangsschirmes ist in beiden Fällen durch zusätzliche Strahlungsquellen gleichmäßig beleuchtet, die bei der Verwendung von Leuchtstoffen durch UV-Lichtquellen (beispielsweise Mitteldruck-Quecksilberlampen oder Hochdruck-QuecksilberlampenJ und ;m Falle der Verwendung von Flussigkristalleri durch Quellen sichtbaren Lichtes gebildet werden Die Aufheizung dieser Empfangsschirme durch die ku beobachtenden Strahlungen ruft eine Änderung der Intensität des Leuchtens der Leuchtstoffe oder der Farbe der Flüssigkristalle hervor, die der Fläichendichte der zu messenden elektromagnetischen Strahlung entspricht.

Um eine quantitative Information zu erhalten, ist bei der Verwendung von Flüssigkristallen eine Decodierung des Bildes (überführung der Spektralcharakteristiken in Amplitudencharakteristiken) erforderlich; deshalb sind in dieser Hinsicht die temperaturempfindlichen Leucht stoffe vorzuziehen, die die Aufnahme We: gleichzeitiger Lichtstärkemessung ermöglichen. Außerdem gestatten die Leuchtstoffe, einen breiteren Ctynamikbereich der zu beobachtenden Strahlungsleistung zu messen, weil sie eine größere Temperaturbeständigkeit aufweisen.

Die bekannten Anlagen mit Empfangsschirmen weisen jedoch wesentliche Nachteile auf.

In den vorhandenen Laboranlagen ist der Empfangsschirm vor Wärmewirkungen nicht geschützt; deshalb ist die Bildschärfe durch konvektive Luftströmungen

so verschlechtert. Die Empfindlichkeit und die Helligkeit des Empfangsschirmes sind von der Raumtemperatur abhängig, die gewöhnlich der Höchstempfindlichkeit des Leuchtstoffs entspricht. Außerdem kann durch mechanische Einwirkungen die Empfangsschirmfolie leicht beschädigt werden, was dessen unbequeme Handhabung bedingt.

Die Herstellung von Empfangsschirmen mit größeren Abmessungen stößt auf beträchtliche Schwierigkeiten, wodurch insbesondere die langwellige Grenze der zu beobachtenden Strahlungen beschränkt wird.

In den Laboranlagen ist auch keine Möglichkeit für die Änderung der wichtigsten voneinander abhängigen Charakteristiken des Empfangsscheines, und zwar Zeitkonstante, Grenzempfindlichkeit, Auflösungsver-

fti mögen und Dynamikbereich der zu beobachtenden Strahlung, vorgesehen. Das ist jedoch im Zusammenhang mit ganz unterschiedlicher Parametern der Strahlungsquellen der elektromagnetischen Strahlung

und Meßzwecken erforderlich.

Die anzuwendenden UV-Lichtquellen, die weit von der Oberfläche des Empfangsschirmes entfernt angeordnet werden, haben einen geringen Wirkungsgrad, besitzen große Abmessungen und erfordern Zwangskühlung. Außerdem erzeugen sie eine starke UV-Streuuntergrundstrahlung, die bei längerem Betrieb schädliche Auswirkungen auf das Sehvermögen des Bedieners hat und für die Fotoregistrierung ungünsit ist Deshalb sind die bestehenden Anlagen für die Durchführung von quantitativen Serienmessungen, insbesondere bei der Anwendung von Strahlungsquellen elektromagnetischer Strahlung mit stark unterschiedlichen Wellenlängen und Strahlungsdichten, schlecht geeignet

Es ist ferner ein Gerät im wesentlichen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekanntgeworden (vgL US-PS 35 27 945), das nur für die Beobachtung von infraroter Strahlung vorgesehen ist und nicht ausdrücklich eine wärmeisolierende Schicht aufweist Bei ihm ist die temperaturempfindlcihe Leuchtschicht durch eine Flüssigkristallschicht gebildet, deren Temperatur mit hoher Genauigkeit wegen ihres engen Arbeitstenperaturintervalls stabilisiert werden muß, wozu es auch notwendig ist die Leuchtschicht vor Luftkonvektionsströmen zu schützen, weshalb das Gehäuse evakuiert wird. Da eines seiner beiden Fenster für die zu beobachiende Strahlung undurchlässig ist kann es nicht in Interferenz- bzw. Holografie-Anordnungen verwendet werden, um gleichzeitig sowohl die Amplitudencharakteristik als auch die Phasencharakteristik von Strahlung für holografische Untersuchungen zu beobachten. Im übrigen befindet sich die Strahlungsquelle außerhalb des Gehäuses. Ferner ist der dort verwendete Halter ungeeignet für den Bau von Empfangsschirmen größerer Abmessungen mit guter Klarheit und Homogenität, was wichtig für die Beobachtung auch von kurzwelliger Strahlung und für die Durchführung von Mikrowellen (Höchstfrequenz)-Holografie ist Schließlich können die Betriebsparameter des Geräts praktisch nicht verstellt werden.

Demgegenüber i:;t es Aufgabe der Erfindung, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das in seinen Betriebsparametern wie Empfindlichkeit Trägheit, Auflösungsvermögen und Dynamikbereich einfach einstellbar ist, ohne eine genaue Temperaturstabilisierung auskommt den Bediener nicht durch Strahlung von der Strahlungsquelle zur Anregung der Leuchtschicht gefährdet, durch entsprechenden Aufbau des Halters den Bau von Leuchtschichten mit möglichst umfassender spektraler Empfindlichkeit ermöglicht und eine Beobachtung der Strahlung von zwei Seiten des Geräts aus erlaubt, wie es für die Holografie erwünscht ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gekennzeichnet

Indem erfindungsgemäß die Leuchtschicht aus einer Leuchtstoffschicht besteht, erübrigt sich deren genaue Temperaturstabilisierung, wie sie für Flüssigkristallschichten unbedingt notwendig ist. Da ferner das Gehäuse nicht nur evakuierbar, sondern auch mit verschiedenen Gasen füllbar ist, und zwar unter verschiedenem Druck, kann eine Änderung der Wärmeleitung von der Oberfläche des Empfangsschirms erzielt werden, um so die voneinander abhängigen grundlegenden Parameter des Geräts wie Empfindlichkeit, Trägheit, Auflösungsvermögen und μ Dynamikbereich innerhalb weiter Grenzen zu ändern. Durch die Unterbringung der als UV-Lichtquelle ausgebildeten Strahlungsquelle innerhalb des Gehäuses sind die Bediener des Geräts ohne weiteres vor UV-Strahlung geschützt. Der verwendete Halter ermöglicht den Bau von Empfangsschirmen größerer Abmessungen mit guter Klarheit und Homogenität so daß der Frequenzbereich zu beobachtender Strahlung besonders groß ist nämlich sich vorzugsweise von 1 μπι bis 3 cm Wellenlänge erstreckt zumal die als Metallschicht ausgebildete Strahlungsabsorbierende Schicht keine selektive Absorption vornimmt Durch Zusammenfassen von einigen Haltern mit Empfangsschirmen in einem einzigen Rahmen können die Empfangsschirmabmessungen noch mehr gesteigert werden, so daß auch Strahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 3 cm beobachtet werden kann, nämlich sogar einigen Metern.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Geräts ist daß es gut für holografische Untersuchungen geeignet ist weil beide Fenster für die zu beobachtende Strahlung durchlässig sind, so daß sowohl die Amplituden- als auch die Phasencharakteristik der Strahlung gleichzeitig erfaßt werden kann, indem die zu untersuchende Strahlung gleichzeitig vcrw beiden Seiten auf den Empfangsschirm gerichtet werden kann, was auch bei normalen Untersuchungen von Vorteil ist, da dann der Empfangsschirm besonders gut auf die Strahlung anspricht Dabei ist die zu beobachtende Wirkung wegen der geringen Empfangsschirmdicke praktisch gleich, indem ein schneller Temperaturausgleich zwischen den einzelnen Schichten des Empfangsschirms erfolgt. Normalerweise, wird mit dem erfindungsgemäßen Gerät die Strahlung von zwei Seiten beobachtet weil die als Metallschicht ausgebildete Strahlungsabsorbierende Schicht bis zu 25% des sichtbaren Leuchtens der Leuchtschicht durchläßt.

Die Ausbildung der beiden Fenster als für die zu beobachtende Strahlung durchlässig ist für holografische Untersuchungen deswegen besonders zweckmäßig, weil bekanntlich zur Herstellung eines Hologramms zwei Strahlenbündel verwendet werden, nämlich ein unmittelbar auf den abzubildenden Gegenstand zu richtendes Strahlenbündel, das dort gestreut oder reflektiert wird, und ein zweites oder Bezugsstrahlenbündei, das unter einem gewissen Winkel auf einen Schirm unmittelbar von einer Strahlungsquelle fällt und dort auf der Oberfläche des Schirms mit dem ersten Strahlenbündel interferiert Wenn beim erfindungsgemäßen Gerät die beiden Strahlenbündel auf die beiden Seiten des Empfangsschirms gerichtet werden, sind z. B. keine zusätzlichen reflektierenden oder strahlteilenden Spiegel nötig und/oder es kann die Erfassung der Energie von der Strahlungsquelle verbessert werden, d. h. der Bezugsstrahl fällt unter einem Winkel auf den Bildschirm, wobei die Strahlungsquelle praktisch nicht das Beobachten oder Fotografieren der auf dem Empfangsschein erhaltenen Lichtverteilung stört.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Insbesondere die Ausbildung des Gehäuses als Kassette ist sehr raumsparend, ebenso die Ausbildung der UV-Lichtquelle in Toroidform.

Das Versehen der Kassette mit einem Vakuumhahn hat den Vorteil, daß auf diese Weise einfach der Druck des Füllgases innerhalb weiter Grenzen geändert werden kann, um so die grundlegenden Parameter des Geräts zu ändern.

Wenn mindestens fines der Fenster unter dem Brewster-Winkel geneigt ist, können dadurch Störreflexionen vermindert werden, so daß die gegenüber dem bekannten Gerät (vgl. US-PS 35 27 945) angestrebte

klarere und homogenere Anzeige gefördert wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Gerätes zur Beobachtung von Strahlung (im Längsschnitt),

Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel des Gerätes zur Beobachtung von Strahlung (im Längsschnitt),

Fig.3 eine dreischichtige Empfangsleuchtfolie des Empfangsschirmes, die an einem Halter befestigt ist,

F i g. 4 eine gasdichte Schutzkassette,

Fig.5 eine schematische Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Empfangsschirmes mit größeren Abmessungen, der durch einzelne Empfangsfolien gebildet ist, und

F i g. 6 eine außenliegende erfindungsgemäße Schutzkassette, die beim Einsatz einer außenliegenden UV-Anregungsquelle verwendet wird.

Das Gerät zur Beobachtung von Strahlung enthält eine dreischichtige Empfangsfolie eines Empfangsschirmes 1 (F i g. 1,2), die an einem Halter 2 starr befestigt ist, wobei der Empfangsschirm 1 in einer eigenen Schutzkassette 3 untergebracht werden kann, und mindestens eine UV-Lichtquelle 4 zur UV-Anregung des Empfangsschirmes 1. Die UV-Lichtquelle und der Empfangsschirm sind bei der Ausführungsform nach F i g. 2 beide in einem einheitlichen Gehäuse 5 montiert, das Fenster 6 aufweist. Die Schutzkassette 3 (F i g. 2) ist auch mit Fenstern 6 versehen, die zum Strahlungsdurchtritt durchsichtig ausgeführt sind. Die UV-Lichtquelle 4 zur Anregung des Empfangsschirmes 1 kann an einem Reflektor 7 angeordnet und mit einem Filter 8 versehen werden. Die Schutzkassette 3 ist mit einem Heizelement 9 und einem Temperaturregler 10 versehen, der die vorgegebene Temperatur der Empfangsfolie des Empfangsschirmes 1 aufrechterhält. Die Schutzkassette kann gasdicht ausgeführt werden und einen Vakuumhahn 11 zur Regelung der Bedingungen des Wärmeaustausches durch Evakuieren der Schutzkassette oder durch deren Füllen mit Gasen besitzen, deren Moleküle verschiedene Beweglichkeiten aufweisen. Die Empfangsfolie des Empfangsscheines 1 (Fig.3) ist durch die aufeinanderfolgende Anordnung einer wärmeisolierenden Basisschicht 12, einer absorbierenden Metallschicht 13 und einer Schicht 14 eines temperaturempfindlichen Leuchtstoffs gebildet. Als die wärmeisolierende Basisschicht 12 der Empfangsfolie werden z. B. dünne synthetische Filme, beispielsweise aus einem für sich bekannten Kunstharz (Polyäthylenterephthalat) mit einer Dicke von 1 bis ΙΟΟμιτι angewandt, die eine geringe Wärmekapazität und eine ausreichende Festigkeit aufweisen. Die Produktion von solchen Filmen ist billig, und sie werden industriell hergestellt Als die Strahlung absorbierende Schicht 13 dient eine dünne Metallschicht, beispielsweise eine Schicht aus Aluminium oder Wismut mit einer Dicke von 5-200Ä, die auf die wärmeisolierende Basisschicht 12 durch Zerstäubung in Vakuum aufgetragen wird. Der Koeffizient der Absorption einer solchen Schicht, die dünner als die Dicke der Skin-Schicht und die freie Weglänge der Elektronen ist, ist von der Wellenlänge der zu beobachtenden Strahlung in einem Bereich von einigen 10-⁶m bis zu einigen 10-' m praktisch unabhängig und kann 50% der einfallenden Strahlungsleistung bei einer vernachlässigbar kleinen Wärmekapazität erreichen. Die Änderung der Dicke dieser Schicht gestattet es, die Absorption der einfallenden Energie von einigen Prozentbruchteilen bis zu 50% allmählich und dementsprechend dem Dynamikbereich der zu beobachtenden Leistungen der elektromagnetischen Strahlung zu ändern. Als temperaturempfindliche Leuchtstoffe kann man Leuchtstoffe verwenden, die sprunghaft ihre Leuchthelligkeit bei Erhitzung bis zu einer Temperatur von einigen Gradbruchteilen bis zu 200°C ändern, zum Beispiel (ZnCd)S : Ag.

Die Änderung der Intensität der Leuchtstreifen dieser Leuchtstoffe erreicht 30% pro Grad, wodurch ein unmittelbares visuelles Beobachten der Temperaturunterschiede bis zu 0,1 —0,2 Grad ermöglicht wird. Man kann außerdem in einigen Fällen Luminophore verwenden, die bei der Erwärmung ihre Leuchtfarbe ändern. Als ein Beispiel dafür dienen Zn S-AG, Sm, in denen sich die Leuchtfarbe von blau bis rot ändert, was gestattet, ein Farbbild der zu untersuchenden Felder zu erhalten.

Die Temperaturempfindlichkeit erfordert jedoch gleichzeitig eine Stabilisierung der durchschnittlichen Temperatur des Emplangsschirmes und dessen Schutz vor Beeinflussung durch konvektive Luftströmungen. Das wird dadurch erreicht, daß der Empfangsschirm 1 in einer Schutzkassette 3 (F i g. 4) untergebracht wird. Die Schutzkassette 3 ist mit einem Heizelement 9 und einem Temperaturregler 10 versehen, der die durchschnittliche Temperatur der Empfangsfolie des Empfangsschirmes 1 auf einem vorgegebenen Wert hält, der etwas die Raumtemperatur übersteigt und beispielsweise 30 bis 5O⁰C beträgt; dadurch wird die Regelung der Temperaturempfindlichkeit und der Leuchthelligkeit des Leuchtstoffes ermöglicht, was für das Beobachten von Strahlung verschiedener Oberflächendichte erforderlich ist. Die Abdichtung der Schutzkassette 3 gestattet es, den Koeffizienten der Wärmeableitung von dem Empfangsschirm 1 durch Änderung des Druckes von einem Mindestwert, der einer Wärmeableitung durch die Strahlung nur bei Evakuierung der Schutzkassette entspricht und beispielsweise bis zu 10~²— 10~³ mm Hg beträgt, bis zu einem Höchstwert, der einer Wärmeableitung durch Inertgase entspricht und beispielsweise P = 10 at beträgt, zu ändern. Das erlaubt, ungefähr um eine Größenordnung die Zeitkonstante des Empfangsschirmes 1 sowie den Bereich der zu beobachtenden Leistungen der elektromagnetischen Strahlung zu ändern. Es sei auch auf die Möglichkeit hingewiesen, den Empfangsschirm 1 in einem gasdichten Gehäuse 5 (F i g. 2) unterzubringen.

Zur Verminderung des Einflusses von Störreflexionen der zu beobachtenden Strahlungen von den Fenstern 6 der Schutzkassette 3, die das wahre Bild der Verteilung

so des Strahlungsfeldes auf dem Empfangsschinn 1 verzerren, werden die Fenster 6 der Schutzkassette 3 (oder des Gehäuses 5) zu der durch diese Fenster gehenden Strahlung geneigt angeordnet Die besten Ergebnisse werden dabei erzielt, wenn alle Fenster 6 unter den Brewster-Winkeln, d.h. unter den Winkeln angeordnet werden, die dem Mindestwert des Rückstrahlungsvermögens der zu beobachtenden Strahlung entsprechen.
Zur Verminderung der Störreflexionen werden außerdem die Wände des Gehäuses 5 von innen mit einer die zu beobachtende Strahlung absorbierenden Schicht überzogen.

Die langwellige Grenze der zu beobachtenden Strahlung wird offensichtlich durch die Abmessungen des Empfangsschirmes 1 bestimmt, weil die Wellenlänge der zu beobachtenden Strahlung auf jeden Fall kleiner als die Größe des Empfangsschirmes 1 sein solL Deshalb ist es wünschenswert, daß Empfangsschirme mit einer

größeren Empfungsflächc verwendet werden, die besser für eine schnelle und vollständige Untersuchung der Verteilung der Felder sogar bei einer Wellenlänge der zu beobachtenden Strahlung, die bedeutend kleiner als die Größe des Empfangsscheines 1 ist. geeignet sind. ^ Gleichmäßig gespannte Empfangsfolien der Empfangsschirme mit einem Durchmesser bis zu einigen Dezi.v.etern kann man durch feste Einspannung der Folie des Empfangsschirmes 1 im Halter 2 erhalten, der durch zwei kegelförmige Ringe von annähernd gleichgroßem Durchmesser gebildet ist. Zu ciesem Zweck wird die Empfangsfolie des Empfangsschirmes I auf den kegelförmigen Ring von geringerem Durchmesser gelegt, auf den dann der kegelförmige Ring von größerem Durchmesser aufgesetzt wird, wobei die Empfangsfolie über den ganzen Durchmesser des Ringes auseinandergefaltet wird. Die Konizität der Ringe beträgt einige Grade, beispielsweise 1 bis 3°. Eine solche Befestigung der Empiangsfoiie des Eiiipiuiigsschirmes I läßt sich technologisch einfach verwirklichen und ergibt eine gleichmäßige elastische Spannung der Empfangsfolie.

Die Herstellung des Empfangsschirmes 1 mit größeren Abmessungen, beispielsweise mit einem Durchmesser von 1 m, wird aus einem Satz von kleineren Empfangsfolien vorgenommen, die in Einzelhaltern 2 eingespannt sind, die in einer gemeinsamen Fassung 15 befestigt sind (Fig. 5). Solche Empfangsfolien gestatten es. sogar Dezimeter-Radiowellen zu registrieren, wobei die Abmessung des Empfangsschir- jo mes ■ praktisch nur durch die Leistung der anzuwendenden UV-Anregungsqucllen 4 begrenzt sind.

Als Anregungsquellen 4 zur Anregung der Leuchtstoffschicht können raumsparende Niederdruck-Quecksilberlampen dienen, deren Kolbenwände mit einem J5 Leuchtstoff überzogen sind, der eine kurzwellige UV-Strahlung (beispielsweise λ = 254 nm) in eine langwelligere Strahlung (beispielsweise

λ = 360-380 nm) verwandelt. Eine langwelligere UV-Strahlung stimmt besser mit den Spektren der Anregung vcn temperaturempfindlichen Leuchtstoffen überein und sichert eine höhere Wirksamkeit des Gerätes. Außerdem hat eine solche Strahlung eine weniger schädliche Wirkung auf das Sehvermögen des Bedieners. Diese Lampen sind in den Reflektoren 7 angebracht und mit Filtern 8 versehen, die das sichtbare Leuchten abtrennen und die UV-Strahlung durchlassen. Sie erfordern eine bedeutend geringere elektrische Leistung, keine Zwangskühlung und zünden schneller als die gewöhnlichen Mitteldnjck-Quecksilberlampen so (Fig. 1) und die Hochdruck-Quecksilberlampen; dadurch sind diese Lampen leicht zu handhaben, und sie vereinfachten außerdem die Konstruktion des Gerätes. Gleichzeitig weisen solche Lampen auch eine niedrigere Leistung der UV-Strahlung auf. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, diese Lampen nahe an der Oberfläche der Empfangsfolie des Empfangsschirmes 1 anzuordnen, was jedoch die erforderliche Gleichmäßigkeit der Anregung des Empfangsschirmes verschlechtert Deshalb sind für die Herstellung eines gleichmäßigen Leuchtens des Empfangsschirmes 1 mehrere, beispielsweise drei oder vier solche Lampen, erforderlich. Das ermöglicht es, eine gleichmäßige Anregung bis zu 10% schon bei einer Entfernung der Lampe von etwa zweifachem Durchmesser des Lampenkolbens von der Oberfläche der Empfangsfolie des Empfangsschirmes 1 zu erhalten, was vollkommen ausreicht Am besten erweist sich in dieser Hinsicht eine Toroidquelle 4 die in bezug auf den F.mpfangsschirm 1 (Fig. 2) konzentrisch angeordnet ist.

Bei der Lösung von einigen Spezialaufgabcn. beispielsweise in der Holografie, wo die Verwendung des Gerätes zur Beobachtung der Interferenzbilder einer Strahlungsfeldverteilung, beispielsweise im fernen Infrarolbercich, erforderlich ist, ist es zweckmäßig, gesondert eine Schulzkass2tte3 und eine UV-Lichtquelle 4, beispielsweise eine Mitteldruck-Quecksilbcrlampe, zu gebrauchen. In diesem Fall kann auch eine nichtgasdichte Schutzkusscttc 3 (Fig. 6) von Interesse sein. Die Fenster 6 einer solchen Sehutzkassette sind aus einem dünnen synthetischen Film, beispielsweise PoIyäthylentcrcphthalat mit einer Dicke von einigen μιτι. ausgeführt, und sie werden nach demselben Prinzip wie die Folie des Empfangsschirmes 1 befestigt. Die kleinen Abmessungen der Sehutzkassette 3 gestatten es, die Möglichkeiten der Interferenzschaltungen im fernen iiifiiiiui- und im UiiiiiMuiMiirequeii/.uereiCM vollständiger auszunutzen.

Die Konstruktion des Gerätes ermöglicht eine schnelle Auswechslung des Empfangsschirnies 1 durch einen anderen. Das gibt die Möglichkeil, bei der Arbeit einen ganzen Satz von Empfangsschirmen zu verwenden,die verschiedene Charakteristiken aufweisen.

Das erfindungsgemäße Gerät zur Beobachtung von Strahlung hat folgende Arbeitsweise:

Beim Anschluß der UV-Lichtquellen 4 (Fi g. 1 und 2) an das Netz entsteht nach einigen Sekunden auf dem Empfangsschirm 1 ein gleichmäßiges sichtbares Leuchten, beispielsweise im Gelb-Rot-Gebiet, dessen Intensität für die visuelle Beobachtung und Aufnahme ausreicht. Dann wird die Einstellung des Gerätes vorgenommen, die den optimalen Bedingungen der Ausnutzung der Parameter des Gerätes (Zeitkonstante, Auflösungsvermögen, Dynamikbereich und Empfindlichkeit) entspricht. Die Einstellung des Gerätes wird durch die Änderung der Intensität der UV-Anregung, beispielsweise Änderung des Stromes der UV-Lampen, der Temperatur des Temperaturreglers 10 und der Bedingungen des Wärmeaustausches (durch Evakuieren der Sehutzkassette 3 oder durch Füllen dieser Sehutzkassette mit einem Inertgas) verwirklicht. Dann wird das Gerät im Feld der zu untersuchenden Strahlungen angeordnet, deren Einwirkung auf den Empfangsschirm 1 dessen lokale Aufheizung hervorruft. Das führt zu einer Änderung der Lumineszenzintensität, die der Oberflächendichte der zu beobachtenden elektromagnetischen Strahlung entspricht. Auf diese Weise entsteht auf dem Ernpfangsschirm 1 das Bild des Strahlungsfeldes, das visuell beobachtet oder fotografiert werden kann. Die Messung der Verteilung des zu untersuchenden Feldes der elektromagnetischen Strahlung wird bei der Verwendung einer Eichquelle dieser Strahlung mit einer bekannten, beispielsweise gleichmäßigen Verteilung der Strahlungsdichte verwirklicht In diesem Fall wird die Lichtstärkemessung vorgenommen, und die Filme werden verglichen, die für die zu untersuchende Strahlungsquelle und für die Vergleichsquelle der Strahlung erhalten wurden.

Das erfindungsgemäße Gerät zur Beobachtung von Strahlung kann eine breite Anwendung beim Simulieren der elektromagnetischen Felder von größeren Reflexionssystemen, Zerstreuungssystemen und Übertragungssystemen im Ultrahochfrequenzbereich, bei der Einstellung und Justierung entsprechender Quellen in Ultrahochfrequenz- und Infrarotbereichen, zur Bestimmung der Struktur von Wellentypen, der Bündeldiver-

gen/, der Wellenlange der Strahlung von Infrarotlasern und Ultrahochfrequcnzgcneratorcn, zur Kontrolle des Betriebs von Moden und zum Registrieren von Inierferogrammen finden. Das erfindungsgemaüe Gerät eröffnet vielseitige Möglichkeiten für eine wichtige und verschiedenartige Anwendung der kohärenten Quellen der Infrarot- und Ultrahochfrequenz-Wellenlängenbereiche (zerstörungsfreie Werkstoffprüfung, Holografie. Nachrichtentechnik, Ortung).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Gerät zur Beobachtung insbesondere ultrahochfrequenter bis infraroter Strahlung, mit einem Gehäuse, welches ein für die Strahlung durchlässiges Eintrittsfenster aufweist, einem im Gehäuse angeordneten und von der Strahlung beaufschlagten Empfangsschirm, der in einem Halter befestigt ist und eine wärmeisolierende Schicht, eine strahlungsabsorbierende Schicht sowie eine temperaturempfindliche Leuchtschicht umfaßt, einer Strahlungsquelle zur Anregung der Leuchtschicht und einem in dem Gehäuse angeordneten Fenster zur Beobachtung der Leuchtschicht; dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtschicht aus einer Leuchtstoffschicht (14) besteht, daß die Strahlungsquelle von einer innerhalb des Gehäuses angeordneten UV-Lichtquelle (4) gebildet ist, daß die Strahlungsabsorbierende Schicht aus einer Metallschicht (13) besieht, die zwischen der Leuchtstoffschicht (14) und der wärineisoüerenden Schicht (12) angeordnet ist, und daß der Halter (2) des Empfangsschirms einen ersten Ring mit einer konischen öffnung und einen zweiten Ring aufweist, der eine der konischen Öffnung angepaßte konische Außenmantelfläche aufweist und ~ur gleichmäßigen Verspannung des Empfangsschirms zwischen den beiden Ringen in den ersten Ring einsetzbar ist, und daß das Fenster (6) zur Beobachtung der Leuchtschicht für die zu beobachtende Strahlung durchlässig ist

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung des beobachtbaren Bereichs mehrere Halter (2) mit ihren Empfangsschirmen (1) in einem Rahmen (15) zusammengefaßt sind.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Lichtquelle (4) Toroidform hat

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (9, 10) zur Konstanthaltung der Temperatur des Empfangsschirms (1) vorgesehen sind.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Empfangsschein (1) enthaltender Teil des Gehäuses (5) als evakuierbare Kassette (3) ausgebildet ist.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Fenster (6) unter einem Winkel, vorzugsweise dem Brewster-Winkel, zur zu beobachtenden Strahlung geneigt ist.

7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Konstanthaltung der Temperatur des Empfangsschirms ein Heizelement (9) und einen Temperaturregler (10) für die Kassette (3) aufweisen.