RU856U1 - Device for measuring the power of optical pulses - Google Patents

Device for measuring the power of optical pulses Download PDF

Info

Publication number
RU856U1
RU856U1 RU93030836/25U RU93030836U RU856U1 RU 856 U1 RU856 U1 RU 856U1 RU 93030836/25 U RU93030836/25 U RU 93030836/25U RU 93030836 U RU93030836 U RU 93030836U RU 856 U1 RU856 U1 RU 856U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltmeter
power
measuring
control unit
electromagnetic relay
Prior art date
Application number
RU93030836/25U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Валентинович Лобанов
Владимир Сергеевич Козлов
Александр Федорович Найденков
Original Assignee
Олег Валентинович Лобанов
Владимир Сергеевич Козлов
Александр Федорович Найденков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Валентинович Лобанов, Владимир Сергеевич Козлов, Александр Федорович Найденков filed Critical Олег Валентинович Лобанов
Priority to RU93030836/25U priority Critical patent/RU856U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU856U1 publication Critical patent/RU856U1/en

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

1. Устройство для измерения мощности оптических импульсов, содержащее вакуумный фотоэлектронный прибор, подключенный к интегрирующему конденсатору, разрядному ключу и вольтметру, отличающееся тем, что между интегрирующим конденсатором и вольтметром введены контакты нормально разомкнутого электромагнитного реле, кроме того, введен электронный блок управления, соединенный с обмоткой электромагнитного реле.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электронный блок управления соединен также с управляющими входами вольтметра и разрядного ключа.1. A device for measuring the power of optical pulses, containing a vacuum photoelectronic device connected to an integrating capacitor, a discharge key and a voltmeter, characterized in that between the integrating capacitor and the voltmeter the contacts of a normally open electromagnetic relay are introduced, in addition, an electronic control unit connected to electromagnetic relay winding. 2. The device according to claim 1, characterized in that the electronic control unit is also connected to the control inputs of the voltmeter and the discharge key.

Description

Предполагаемое изобретение относится к области радиотехники и экспериментальной физики и может быть использовано в аппаратуре для регистрации слабых импульсных световых потоков, например ,в аппаратуре с использованием сцинтилляционного счетчика или в интенсиметре для измерения рассеянного света от импульсного лазера.The alleged invention relates to the field of radio engineering and experimental physics and can be used in apparatus for recording weak pulsed light fluxes, for example, in apparatus using a scintillation counter or in an intensimeter for measuring scattered light from a pulsed laser.

Для измерения мощности импульсного оптического излучения широко используют устройства на основе полупроводникового фотоприемника (ФП), соединенного с операционньш усилителем (ОУ), в цепь обратной связи которого введен резистор, являющийся (с учетом коэффициента усиления ОУ) резистивной нагрузкой ФП /I/. ТЬк в цепи ФПи напряжение на выходе ОУ пропорциональны мощности оптического импульса. Если на такое уст-во приходит импульс электромагнитной помехи, то он вызывает колебательный процесс в цепи ФП, который детектируется полупроводниковьм ФП, усиливается ОУ и на выходе регистрируется также, как и полезный сигнал. Если сигнал помехи приходит одновременно со световым импульсом, то на выходе он принципиально не отделим от Аезного сигнала.To measure the power of pulsed optical radiation, devices based on a semiconductor photodetector (FP) connected to an operational amplifier (OA) are widely used, and a resistor is introduced into the feedback circuit, which is (taking into account the gain of the OA) the resistive load of the FP / I /. TB in the FPI circuit, the voltage at the op amp output is proportional to the power of the optical pulse. If an electromagnetic impulse arrives at such a device, then it causes an oscillatory process in the FP circuit, which is detected by the semiconductor phase converter, amplified by the opamp, and the output is recorded as well as a useful signal. If the interference signal comes simultaneously with a light pulse, then at the output it is fundamentally inseparable from the Aesian signal.

Известен также импульсный фотометр на основе вакуумного фотоэлемента с резвстивной нагрузкой в цепи анода, соединенного с измерителем напряжения сигнальным кабелем. Для подавления импульсной помехи параллельно сигнальному установлен компенсационный кабель/2/. Оба эти кабеля на входе измерителя напряжения подключены к аналоговой схеме, в которой происходит вычитание сигнала помехи, возникающей на компенсационном кабеле, из суммарного сигнала помехи и полезного на сигнальном кабеле. Из-за невозможности построения и,дентичных сигнального и компенсационного каналов эго устройство является недостаточно помехозащищенным.A pulse photometer based on a vacuum photocell with a resistive load in the anode circuit connected to a voltage meter with a signal cable is also known. To suppress impulse noise, a compensation cable / 2 / is installed parallel to the signal one. Both of these cables at the input of the voltage meter are connected to an analog circuit in which the interference signal arising on the compensation cable is subtracted from the total interference signal and useful on the signal cable. Due to the impossibility of building and, identical signal and compensation channels of the ego, the device is not sufficiently anti-interference.

Наиболее близким к заявляемому является устройство на основе вакуумного фотоэлектронного прибора, например, фотоэлектронного умножителя, анод которого подключен к интегрирующему коцденсатору, соединенному с разрядньм ключом и вольтметром /3/ . В этом устройстве колебательный процесс, возникающий под действием электромагнитной помехи в цепи анод-коцденсатор, не детектируется, так как в цепи фотоэлектронного прибора нет нелинейных элементов, а промежуток анод-фотокатод для помехи эквивалентен разрыву цепи. Однако, помеха проходит через гальваническую связь на вход вольметра и детектируется внутри самого вольтметра, что также искажает полезный сигнал, особенно в случае слабого измеряемого оптического импульса.Closest to the claimed is a device based on a vacuum photoelectronic device, for example, a photoelectronic multiplier, the anode of which is connected to an integrating cotensor connected to a discharge key and a voltmeter / 3 /. In this device, the oscillatory process that occurs under the influence of electromagnetic interference in the anode-coddenser circuit is not detected, since there are no nonlinear elements in the circuit of the photoelectronic device, and the gap of the anode-photocathode for interference is equivalent to an open circuit. However, the interference passes through a galvanic connection to the input of the voltmeter and is detected inside the voltmeter itself, which also distorts the useful signal, especially in the case of a weak measured optical pulse.

Яредполагаемое изобретение позволяет измерять мощность световых импульсов малой интенсивности при наличии мощной импульсной помехи, действующей практически одновременно с источником света.The alleged invention allows to measure the power of light pulses of low intensity in the presence of powerful pulsed noise, acting almost simultaneously with the light source.

Это достигается за счет того, что в известное устройство для измерения мощности оптических импульсов, содержащее вакуумный фотоэлектронный прибор, подключенный к интегрирующему конденсатору, разрддному ключу и вольтметру, меж;цу интегрирующим конденсатором и вольтметром введено электромагнитное реле.This is achieved due to the fact that an electromagnetic relay is introduced into the known device for measuring the power of optical pulses containing a vacuum photoelectronic device connected to an integrating capacitor, an internal key and a voltmeter, an electromagnetic relay between the integrating capacitor and a voltmeter.

В предлагаемом устройстве полезный сигнал, пропорциональный мощности оптического импульса и определяющий величину заряда на интегрирующем коцденсаторе, поступает на вольтметр только после затухания колебательных процессов, наведенных электромагнитной помехой. На время действия помехи цепь менаду интегрирующим ковденсатором и вольтметром разомкнута, причем электромагнитное реле, в отличие от полупроводниковых ключей, обеспечивает полный гальванический разрыв цепи и надежно отсекает помеху от детектирующего влияния входной цепи вольтметра.In the proposed device, a useful signal proportional to the power of the optical pulse and determining the amount of charge on the integrating co-capacitor is supplied to the voltmeter only after the attenuation of the oscillatory processes induced by electromagnetic interference. For the duration of the interference, the circuit between the integrator and the voltmeter is open, and the electromagnetic relay, unlike semiconductor switches, provides a complete galvanic circuit break and reliably cuts off the interference from the detecting effect of the input circuit of the voltmeter.

На фиг.1 представлена структурна схема заявляемого устройства, на фиг.2 - эпюры сигналов, поясняющие работу устройства.Figure 1 presents a structural diagram of the inventive device, figure 2 is a plot of signals explaining the operation of the device.

Устройство содержит вакуумный фотоэлектронный прибор I, например, фотоэлектронный умножитель, фотокатод которого соединен с высоковольтньм источником питания Z. Анод фотоэлектронного прибора I подключен к интегрирующему коцденсатору 3 и включенному параллельно конденсатору 3 разрядному ключу 4, выполненному, например, на полевом транзисторе, затвор которого соединен с электронным блоком управления 5. Кроме того, интегрирующий коцденсатор 3 через контакты электромагнитного реле б подключен к вольтметру 7. Вольтметр 7 должен быть управляемым цифровым с большим входным сопротивлением. Обмотка реле б и управляющий вход вольтметра 7 соединены с электронным блоком управления 5. Соединения фотоэлектронного прибора I с источником питания 2 и конденсатором 3 выполнены экранированным кабелем.The device comprises a vacuum photoelectronic device I, for example, a photoelectronic multiplier, the photocathode of which is connected to a high-voltage power source Z. The anode of the photoelectronic device I is connected to an integrating co-capacitor 3 and a discharge switch 4 connected in parallel with the capacitor 3, made, for example, on a field-effect transistor, the gate of which is connected with an electronic control unit 5. In addition, the integrating co-capacitor 3 is connected to the voltmeter 7 through the contacts of the electromagnetic relay b. The voltmeter 7 must be controlled Digital with high input impedance. The relay coil b and the control input of the voltmeter 7 are connected to the electronic control unit 5. The connections of the photoelectronic device I with a power source 2 and a capacitor 3 are made by a shielded cable.

,,3,, 3

- - На фиг. 2а показано управляющее напряжение на разрдцном ключе 4, на фиг. 26 - ток на аноде фотоэлектронного прибора I, на фиг. 2в напряжение на интегрирующем конденсаторе 3, на фиг. 2г - управляющий сиМа5 й§Р§л§ШййЖ111 °§,5 Н Жтрльс чтение на управляющем входе цифрового вольтметра 7 и на фиг.2е - импульс сброс на разря;дном ключе 4 и на обмотке реле б.- - In FIG. 2a shows the control voltage on the key 4, in FIG. 26 - current at the anode of the photoelectronic device I, in FIG. 2c, the voltage across the integrating capacitor 3, in FIG. 2d - control siMa5 d§R§l§ShyyZh111 ° §, 5 N Zhtrls reading at the control input of a digital voltmeter 7 and Fig.2e - reset pulse to discharge; bottom switch 4 and relay coil b.

Устройство работает сле,дующим образом.The device operates as follows.

В нормальном состоянии ключ 4 открыт, что предотвращает зардд конденсатора 3 тенновьм током фотоэлектронного прибора I. Вход цифрового вольтметра 7 заземлен через контакты реле б для предотвращения натекания заряда на паразитной входной емкости при долгом ожидании события.In the normal state, the key 4 is open, which prevents the capacitor 3 from being charged by the current of the photoelectronic device I. The input of the digital voltmeter 7 is grounded through the contacts of relay b to prevent charge leakage on the stray input capacitance when waiting for an event.

В начале каждого цикла измерения с блока управления 5 приходит старт-импульс Сфиг.2а), запирающий разрядный ключ 4. Измеряемый оптический импульс, преобразованный в электрический импульс (фиг.26) фотоэлектронным прибором I, заряжает интегрирующий коцценсатор 3, величина заряда на конденсаторе 3 пропорциональна мощности оптического импульса. Пршпедшая одновременно с измеряемым оптическим импульсом мощная электромагнитная помеха вызывает колебательный процесс в цепи интегрирующего конденсатора. Колебательный процесс носит затухающий характер и прекращается в течение нескольких микросекуцц. Коцценсатор 3 остается заряженным до напряжения , обусловленного только измеряемьм оптическим импульсом. ,С за,цержкой относительно старт-импульса примерно I мсек, достаточной для затухания помехи, блок управления 5 вырабатывает сигнал на переключение контактов электромагнитного реле б, поступающий на обмотку реле б. После окончания переходных процессов, связанных с переключением контактов реле б, цифровой вольтметр 7 с блока управления 5 поступает импульс чтение (фиг.), и вольтметр 7 производит измерение. Заканчивается цикл импульсом сброс (фиг.2е), открывающим ключ 4 и переключающим реле б.At the beginning of each measurement cycle from the control unit 5, a start pulse (Sphig. 2a) arrives, which locks the bit key 4. The measured optical pulse, converted into an electrical pulse (Fig. 26) by photoelectronic device I, charges the integrating censor 3, the charge on the capacitor 3 proportional to the power of the optical pulse. A powerful electromagnetic interference that occurs simultaneously with the measured optical pulse causes an oscillatory process in the circuit of the integrating capacitor. The oscillatory process is decaying in nature and stops within a few microsecucci. The co-censor 3 remains charged to a voltage caused only by the measured optical pulse. With a delay relative to the start pulse of approximately I ms, sufficient to attenuate the noise, the control unit 5 generates a signal for switching the contacts of the electromagnetic relay b, which enters the relay b coil. After the transient processes associated with switching the contacts of relay b, the digital voltmeter 7 receives a read pulse from the control unit 5 (Fig.), And the voltmeter 7 makes a measurement. The cycle ends with a reset pulse (Fig.2e), opening the key 4 and switching the relay b.

Таким образом, введение механическогв разрыва цепи интегрирующим конденсатором и вольтметром позволяет исключить детектирование колебательного процесса, возникающего в цепи фотоэлектронный прибор-коцденсатор, и измерить с временной задержкой только полезный сигнал на интегрирзталцем конденсаторе, обусловленный оптическим сигналом.Thus, the introduction of a mechanical circuit breaker with an integrating capacitor and a voltmeter eliminates the detection of the oscillatory process that occurs in the circuit of a photoelectronic coddenser device, and only the useful signal on the integro-capacitor due to the optical signal is measured with a time delay.

yeah

- Ч проведены сравнительные испытания заявляемого устройства и прототипа при размещении фотоэлектронного умножителя в непосредственной близости от генератора импульсного напряжения с амплитудой в импульсе 150-200 кВ и длительностью импульса 10 нсек, В качестве вольтметра использован прецизионный цифровой вольтметр В7-Е8. Степень подавления помехи заявляемым устройством по сравнению с прототипом составила 5 поря,дков. Заявляемое устройство позволяет надежно измерять оптические импульсы мощностью 0,01 мк;дж, длительностью 10 нсек с точностью 1-2 %,- Comparative tests of the inventive device and prototype were carried out when placing a photomultiplier in the immediate vicinity of a pulse voltage generator with an pulse amplitude of 150-200 kV and a pulse duration of 10 nsec. A precision digital voltmeter V7-E8 was used as a voltmeter. The degree of suppression of interference by the claimed device compared to the prototype was 5 pore, dkov. The inventive device allows you to reliably measure optical pulses with a power of 0.01 microns; j, duration 10 nsec with an accuracy of 1-2%,

.f-у 9 03o:g:(,.f y 9 03o: g :(,

Авторы: ЫА Лобанов О.В. Authors: YA Lobanov OV

- Козлов B.C.- Kozlov B.C.

Най;ценков А.Ф.Nye; A.F.

Литература:Literature:

1.С.П.Калашников, А.А.Мацвейко.1.S.P. Kalashnikov, A.A. Matsveiko.

Фотодиодный измеритель мощности лазерного излучения. ПТЭ, 1Ж, № 2, стр. 189.Photodiode laser power meter. PTE, 1Zh, No. 2, p. 189.

2.А.П.Федотов, В.В.Пьянков, А.И.Кваша, В.М.Роднюк, Ю.В.Семенов.2. A.P. Fedotov, V.V. Pyankov, A.I. Kvasha, V.M. Rodnyuk, Yu.V. Semenov.

Система измерения потерь пучка ионов в линейном ускорителе МЕТАН. Диагностика пучков заряженных частиц в ускорителях. (Сборник). Радиотехнический институт АН СССР, ш., 1984, стр.3.A system for measuring the loss of an ion beam in a linear accelerator METAN. Diagnostics of charged particle beams in accelerators. (Collection). Radio Engineering Institute of the Academy of Sciences of the USSR, sh., 1984, p. 3.

3.О.В.Лобанов, М.В.Стабников.3.O.V. Lobanov, M.V. Stabnikov.

Мониторирование пучка протонов при работе гибридной газожидкостной камеры. Препринт ЛИЯФ, 1983, № 857.Proton beam monitoring during the operation of a hybrid gas-liquid chamber. Preprint of Leningrad Institute of Nuclear Physics, 1983, No. 857.

9303( 9303 (

- 5 Формула- 5 Formula

Claims (2)

1. Устройство для измерения мощности оптических импульсов, содержащее вакуумный фотоэлектронный прибор, подключенный к интегрирующему конденсатору, разрядному ключу и вольтметру, отличающееся тем, что между интегрирующим конденсатором и вольтметром введены контакты нормально разомкнутого электромагнитного реле, кроме того, введен электронный блок управления, соединенный с обмоткой электромагнитного реле.1. A device for measuring the power of optical pulses, containing a vacuum photoelectronic device connected to an integrating capacitor, a discharge key and a voltmeter, characterized in that between the integrating capacitor and the voltmeter the contacts of a normally open electromagnetic relay are introduced, in addition, an electronic control unit connected to winding electromagnetic relay. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электронный блок управления соединен также с управляющими входами вольтметра и разрядного ключа.2. The device according to claim 1, characterized in that the electronic control unit is also connected to the control inputs of the voltmeter and the discharge key.
RU93030836/25U 1993-06-15 1993-06-15 Device for measuring the power of optical pulses RU856U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93030836/25U RU856U1 (en) 1993-06-15 1993-06-15 Device for measuring the power of optical pulses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93030836/25U RU856U1 (en) 1993-06-15 1993-06-15 Device for measuring the power of optical pulses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU856U1 true RU856U1 (en) 1995-09-16

Family

ID=48263217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93030836/25U RU856U1 (en) 1993-06-15 1993-06-15 Device for measuring the power of optical pulses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU856U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103713003A (en) Device and method for testing afterglow of scintillating material
RU856U1 (en) Device for measuring the power of optical pulses
CN203720112U (en) Device for testing afterglow of scintillating material
JP2723215B2 (en) Method and apparatus for monitoring the function of an integrated circuit during operation
US6211664B1 (en) Device for measuring the rise time of signals interfered with by noise from gamma or X radiation detectors
JP3740315B2 (en) X-ray sensor signal processing circuit, X-ray CT apparatus using the same, and X-ray sensor signal processing method
Ripamonti et al. No dead-space optical time-domain reflectometer
JP3008621B2 (en) Radiation measurement device
Borders et al. Apparatus for Measurement of Transport Properties of Photocarriers in Insulating Crystals
GB1458113A (en) X-ray fluorescence analysis
US2942188A (en) Discriminator circuit
Berndt Picosecond opto-electronic cross-correlator with single-photon sensitivity
GB931821A (en) Improvements in or relating to radiation measuring devices
US3671746A (en) Stable, low level radiation monitor
JPS6127715B2 (en)
Vojnovic A sensitive single-pulse beam charge monitor for use with charged particle accelerators
US3223843A (en) Circuit arrangement for radiation dose-measurement
Sefl et al. Measurement and Evaluation of Partial Discharges at Higher-Frequency Sinusoidal and Impulse Test Voltages
SU1151068A1 (en) Radiant energy meter
RU96238U1 (en) DEVICE FOR MEASURING TENSION OF ANODE WIRES IN MULTI-WIRE PROPORTIONAL CAMERAS
SU832700A1 (en) Peak detecting device
Klimov Schemes for recording nanosecond high-power microwave pulses by detectors on hot carriers
Alexandrova et al. Optical Beam Loss Monitor for RF Cavity Characterisation
van Deursen et al. Some EMC aspects of a 2 MV marx generator with sensitive diagnostic equipment in the immedeate vicinity
SU1058092A1 (en) Method of protection of high-voltage electronic devices