SU708169A1 - Измеритель размера поперечного сечени лазерного излучени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  размера поперечного сечени  пучков излучени  и расходимости пучков излучени  импульсных лазеров.

Известны устройства дл  измерени  сечени  пучка лазерного излучени , состо щие из фотографического прибора и фотометра 1.

Недостатком устройств  вл етс  длительное врем  получени  результатов измерени , св занное с процессами химической обработки пленки и ее фотометрировани . К числу недостатков относитс  также узкий спектральный и динамический диапазоны измерений , обусловленные характеристиками фотоматериала, при этом процесс трудно автоматизировать .

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  измеритель размера поперечного сечени  лазерного излучени , содержащий тепловой приемник с термочувствительным рабочим телом, источник зондирующего излучени , фотоприемник и блок регистрации 2.

Известный измеритель поперечного сечени  лазерного излучени  обладает низкой точностью.

Цель предлагаемого изобретени  - повышение точности измерени .

Дл  этого рабочее тело выполнено из материала со ступенчатой характеристикой чувствительности, например, нематического жидкого кристалла.

На фиг. 1 и 2 изображены схема измерител  и устройство теплового приемника.

Измеритель поперечного сечени  пучка лазерного излучени  состоит из теплового приемника 1, оптические свойства которого завис т от температуры по закону, близкому к ступенчатому, источника 2 зондирующего света, фотоприемника 3 и блока регистрации , состо щего из измерител  4 параметров импульсов и устройства 5 обработки .

Измеритель дополнительно содержит светоделитель 6, измеритель 7 энергии, соединенный с блоком 5 обработки.

Тепловой приемник (фиг. 2) выполнен в виде кюветы с окнами 8 и 9, промежуточного окна 10. На внутреннюю поверхность одного из окон нанесен поглотитель 11, зеркало 12 и прозрачный электрод 13. На внутреннюю поверхность другого окна нанесен также прозрачный дл  излучени  электрод 14. Это окно выполнено в виде клина.

Кювета заполнена нематическим жидким кристаллом 15. При подаче напр жени  на электроды нематический жидкий кристалл при температуре ниже температуры фазового перехода становитс  непрозрачным за счет интенсивного рассе ни . Если температура кристалла превысит температуру фазового перехода, то рассе ние исчезает и кристалл становитс  прозрачным.

Блок индикации работает следующим образом .

До прихода импульса нематический жидкий кристалл теплового приемника находитс  в режиме динамического рассе ни  и сигнал фотоприемника по зондирующему свету равен нулю. После прихода импульса часть жидкого кристалла, нагрева сь выше температуры фазового перехода, становитс  прозрачной и зондирующий свет, отразившись от зеркала, на фотоприемник сигнал фотоприемника пропорционально площади кристалла, ограниченной изотермой температуры фазового перехода Тц (TK cS приведенна  температура).

Принцип работы измерител  состоит в том, что размеры пучка оценивают не по размерам площади просветленного кристалла , а по характеристикам изменени  во времени сигнала фотоприемника, которые определ ютс  поперечным размером пучка. Дл  пучка с нормальным распределением интенсивности излучени  по сечению пучка, различие площади ограниченной изотермой TR будет равна:

S - (4sXt + R)ln- -4S T+lfRi

R - радиус пучка на уровне 1;

X-коэффициент температурной проводимости;

Р - энерги  падающего излучени , коэффициент , определ емый поглощением приемной площадки.

Из этого уравнени  видно, что сигнал фотоприемника, достигает максимума в момент Тч -T-() спадает до нул  к моменту ti S ir-

Следовательно, площадь пучкй 11::чражаетс  через характерные времени импульса:

R2 (ti-t,l).

Можно обойтись без измерени  времени достижени  максимума сигнала, если перед тепловым приемником поставить светоделитель 6 (фиг. 1) и часть пучка отводить на измеритель 7 энергии. Тогда площадь поперечного сечени  пучка можно определить через энергию излучени  и длительность сигнала:

3rR2 -4KXt.

В соответствии с этим уравнением происходит преобразование сигнала В блоке об-, работки, на вход которого подаютс  сигналы измерител  энергии и измерител  4 параметров импульсов.

Claims (2)

1.Измеритель размера поперечного сечени  лазерного излучени , содержащий тепловой приемник с термочувствительным рабочим телом, источник зондирующего излучени , фотоприемник и блок регистрации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , рабочее тело выполнено из материала со ступенчатой характеристикой чувствительности.

2. Измеритель по п. 1, отличающийс  тем, что рабочее тело выполнено из нематического жидкого кристалла.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Хирд Г. Измерение лазерных параметров . М., «Мир, 1970, с. 133.

2.Чист ков И. Г. Жидкие кристаллы. М., «Наука, 1966, с. 109-112.

570

/

. Z