SU1293592A1 - Способ измерени малых коэффициентов поглощени оптических материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области волоконной оптики и лазерной техники и может быть использовано дл  определени  малых ( ) коэффициентов поглощени  оптических материалов (в заданном спектральном диапазоне). Данное изобретение дополн ет лазерную калориметрию процедурной калибровки поглощенной мощности монохроматического излучени , облучающего образец исследуемого материала, с помо1цью его злектрического нагрева, что повышает точность способа. Это достигаетс  тем, что в образец вводитс  электрический нагреватель с диаметром, близким диаметру пучка монохроматического излучени  и с известным электрическим сопротивлением, через который пропускают электрический ток заданной величины и измер ют при этом температуру образца. Далее по известной мощности злектрического нагрева с учетом соотношени  температур образца при облучении его пучком монохроматического излучени  и при электрическом нагреве определ ют значение пог лощенной образцом мощности монохроматического излучени , по которой суд т об искомом коэффициенте. 4 ил. СО

Description

Изобретение относитс  к электронной оптике и лазерной технике и может быть использовано дл  определени  малых (-6 10 ) коэффициентов поглощени  оптических материалов (в заданном спектральном диапазоне),

Цель изобретени  - повьшение точности измерени .

На фиг.1 изображены кривые нагрева и остывани  образца исследуемого оптического материала; на фиг.2 - образец с электрическим нагревателем, введеннь м по оси пучка монохроматичес кого излучени , облучающего образец; на фиг.З - образец с расположением нагревател  и оси пучка монохроматического излучени  симметрично точки измерени  температуры образца; на фиг.4 - устройство, реализующее предлагаемый способ.

Сущность изобретени  состоит в следующем. Проход  через образец 1 исследуемого оптического материала пучок излучени  мощностью Р от источника 2 частично поглощаетс  в нем, вызыва  его нагрев. Величина потер нной излучением мощности Рд с помощью известных соотношений св зана с коэффициентом поглощени  об оптического материала следующим соотношением:

/1-Rl / 1-l-« j /

где 1 - длина образца;

R - коэффициент отражени  образца;

й6 - коэффициент поглощени  образца .

В случае малых поглощений, когда й1«1, выражение упрощаетс :

,tl.

Следовательно, дл  определени  величины оС достаточно, зна  1 и Р, измерить Рд.

Дл  нахождени  Р измер ют и регистрируют кривую изменени  температуры дТ образца I (фиг.1) во времени t по формуле

,

где Т - температура окружающей среды;

Т - температура образца , установивша с  в результате его нагрева под действием пучка монохроматического излучени  от источника 2 (лазерного). Дл  калибровки поглощенной образцом I мощности излучени  в образце -просверливают отверстие и ввод т в

.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

него электрический нагреватель 3 в виде стержн  с диаметром, близким к диаметру пучка монохроматического излучени , и с известным электрическим сопротивлением Пропускают через него электрический ток заданной величины от источника 4 питани , измер ют температуру образца, например, термопарой 5, и регистрируют кривую изменени  температуры л Т образца в результате нагрева его электрическим нагревателем 3 (фиг.1). Так как мощность Р, выдел ема  нагревателем 3, известна, то дл  определени  мощности (т.е. дл  калибровки мощности), поглощаемой образцом при облучении, необходимо определить соотношение й.Т/ДТд и с учетом Р, по формуле

. т

Р Р --- определить значение калибруемой мощности, по которой определ етс  искомый коэффициент поглощени , оптического м териала из формулы

Pq P-lil.

При этом возможны два варианта введени  нагревател  в образец. В первом варианте (фиг.2) ось нагревател  3 совпадает с осью пучка излучени  В этом cjjy4ae последовательность операций в процессе измерений следующа . Сначала производитс  регистраци  кривой изменени  температуры образца йТ (нагрев и охлаждение) под действием монохроматического излучени  источника 2, затем в образце просверливаетс  отверстие, вводитс  нагреватель 3 и производитс  регистраци  кривой uT,(( при электрическом нагреве . Во втором варианте (фиг.З) отверстие дл  нагревател  просверливаетс  и нагреватель 3 вводитс  в образец заранее, с таким расчетом, чтобы ось нагревател  и ось пучка монохроматического излучени  располагались симметрично относительно точки измерени  температуры. В этом случае можно производить калибровку как до, так и после нагрева образца монохроматическим излучением, не мен   положени  образца I.

При реализсщии способа (фиг.4) образец 1 исследуемого материала помещалс  в кюв€:ту 6. Мощность излучени , прошедшего через кювету с образцом , регистрировалась измерителем 7 мощности, ЭДС термопары 5, например , нановольтметром 8, а запись изменени  температурь во времени ДТ и

uTg производилась на потенциометре 9.

Claims (2)

1. Способ измерени  малых коэффициентов поглощени  оптических материалов путем измерени  температуры образда этого материала при облучении его пучком монохроматического излуче- ни  и калибровки поглощенной образцом мощности монохроматического излу чени , по которой суд т об искомом параметре, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, калибровку поглощенной образцом мощности монохроматического излучени  осуществл ют путем пропускани  электрического тока заданной величины через введенный в образец электрический нагреватель в виде стержн  с диаметром , близким к диаметру пучка монохроматического излучени , и с изве ГС

23

физ.Г

fO 15 0

35924

стным электрическим сопротивлением, измерени  при этом температуры образца и определени  соотношени  температур образца при облучении его пучком монохроматического излучени  и при электрическом нагреве, с учетом которого по мощности электрического нагрева определ ют значение поглощенной образцом мощности монохроматического излучени .

2. Способ по П.1, отличающийс  тем, что пропускают электрический ток через электрический нагреватель , введенный в образец по оси пучка монохроматического излучени .

3, Способ по П.1, отличающийс  тем, что пропускают электрический ток через электрический нагреватель , введенный в образец симметрично оси пучка монохроматического излучени  относительно точки измерени  температуры образца.

Крива  нагрева и асть/ва- ни и при боздейстВиц ttsлу ен1/ 

t,tiUH

,. 1| Ji.

im

ill

Терно- пара

Фиг.З

Редактор А.Ревин

фиг. If

Составитель С.Непомн ща 

Техред М.Ходанич Корректор М.Самборска 

Заказ 377/46Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г Ужгород, ул. Проектна , 4