SU759865A1

SU759865A1 - Optical loss measuring device

Info

Publication number: SU759865A1
Application number: SU782624004A
Authority: SU
Inventors: Evgenij S Voropaj; Anton N Sevchenko; Petr A Torpachev; Aleksandr M Sarzhevskij
Original assignee: Nii Prikladnykh Fizicheskikh P
Priority date: 1978-06-02
Filing date: 1978-06-02
Publication date: 1980-08-30

Description

Изобретение относится к технике измерений малых оптических потерь и служит для измерений коэффициентов отражения и пропускания оптических элементов резонатора, а также коэф- 5 фициентов поглощения сред, помещаемых в резонатор.The invention relates to techniques for measuring small optical losses and is used to measure the reflection and transmission coefficients of the optical elements of the resonator, as well as the absorption coefficients of media placed in the resonator.

Одно из известных устройств для измерения оптическжх потерь содержит источник импульсного излучения, резонатор, фотоприемник и регистратор [1]·. - Его недостаток - малая точность измерений.One of the known devices for measuring optical loss contains a pulsed radiation source, a resonator, a photodetector and a recorder [1] ·. - Its disadvantage is the low accuracy of measurements.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для йзмерения оптических потерь, содержащее источник импульсного излучения, резонатор/ образованный двумя зеркалами, между которыми находится исследуемый объек, фотоприемник и регистратор [2].The closest technical solution to this invention is a device for measuring optical loss, containing a pulsed radiation source, a resonator / formed by two mirrors, between which there is an object under study, a photodetector and a recorder [2].

В резонатор вдоль оптической оси через одно из его зеркал вводят световой импульс. Поскольку^ коэффициент пропускания зеркал отличен от нуля, то за другим зеркалом вдоль оптической оси резонатора распространяется затухающая последовательность световых импульсов, образующаяся вследствие многократных отражений све тового импульса от зеркал резойатора. Скорость затухания описывается выражением А А V п о* >A light pulse is introduced into the resonator along the optical axis through one of its mirrors. Since the transmittance of the mirrors is nonzero, a decaying sequence of light pulses propagates along the optical axis of the resonator, which is formed as a result of multiple reflections of the light pulse from the mirrors of the resonator. The attenuation rate is described by the expression A A V p o *>

где А_о - амплитуда первого импульса;where And _about - the amplitude of the first pulse;

- амплитуда η-го импульса;is the amplitude of the ηth pulse;

К - эффективный коэффициент отражения;K is the effective reflection coefficient;

П — число импульсов.P is the number of pulses.

Для регистрации величин А^ А_п и л •необходимо, чтобы измеритель имел ' временную й амплитудную шкалу. Это, обуславливает применение в качестве 15 измерителя осцилографа. По известной формуле находят потери в резонаторе без исследуемого объекта, а затем с исследуемым объектом.To register the quantities A ^ A _n and n, it is necessary that the meter has a time amplitude scale. This causes the use of an oscilloscope as a 15 meter. According to the well-known formula, losses are found in the resonator without the object being studied, and then with the object being studied.

Точность измерений оптических по20 терь зависит от точности измерений амплитуд, а также динамического диапазона системы регистрации, состоящий из фотоприемника и осциллографа.The accuracy of measurements of optical losses depends on the accuracy of measurements of amplitudes, as well as the dynamic range of the recording system, consisting of a photodetector and an oscilloscope.

Недостатком известного устройства 25 является ограниченная точйость.A disadvantage of the known device 25 is the limited accuracy.

Цель изобретения - повышение точности.The purpose of the invention is improving accuracy.

Для достижения указанной цели в известное устройство дополнительно 30 введены делит-'льная пластина, второй To achieve this goal in a known device an additional 30 introduced a dividing plate, the second

• ν *^/5 '«»>* а з 759865 фотоприемник, дискриминатор, компаратор и счетчик импульсов, причем второй фотоприемник через, делительную пластину оптически связан с источникомимпульсного излучения, а первый фотоприемник через дискриминатор, $ компаратор и счётчик импульсов связан с регистратором, с которым также связан второй фотоприемник.• ν * ^ / 5 '""> * and with 759865 a photodetector, discriminator, comparator and pulse counter, the second photodetector through the dividing plate is optically connected to the pulse radiation source, and the first photodetector is connected through the discriminator, $ comparator and pulse counter to the recorder with which the second photodetector is also connected.

На чертеже изображен блок-схема устройства для измерений оптических ,θ потерь.The drawing shows a block diagram of a device for measuring optical, θ loss.

Устройство содержит резонатор, образованный зеркалами 1 и 2, исследуемый объект 3, источник'оптического импульсного излучения 4, деййтельную пластину 5, фотоприемники 6 и 7, циф- 15 ровые вольтметры 8 и 9, цифропечатающие устройства 10 й 11, дискриминаг тор 12, усилитель 13, компаратор 14, счетчик импульсов 15.The device contains a resonator formed by mirrors 1 and 2, an object under investigation 3, a source of optical pulsed radiation 4, an active plate 5, photodetectors 6 and 7, digital 15 voltmeters 8 and 9, digital printers 10 and 11, a discriminator 12, an amplifier 13, comparator 14, pulse counter 15.

Устройство работает следующим об- 20 разом.The device operates as follows 20 times.

Световой импульс перед вводом его 'Врезонатор поступает на делительную пластину 5, ориентированную таким образам, чтобы отражённая часть свето-. 25 вого импульса попадала на второй (дополнительный) фотоприемник 6. Сигнал/ с фотоприемника б поступает ^; на цифровой в'ольтметр 8; Прошедшая часть импульса попадает в резонатор, внутри ₃_ которого помещен исследуемый объект 'У; проходит, через него и поступает на зеркало 2 резонатора. Так как коэффициент пропускания этого зеркала отличен от нуля, то на первый (основной) фотоприемник 7 поступает затухающая -¹* последовательноть импульсов, образующаяся вследствие многократных от ражений светового импульса от зеркал резонатора. Фотоприемник 7 подключен к цифровому вольтметру 9, который ре- 40 гистрирует¹ амплитуду А„ первого прошедшего импульса. Путем сравнительной градуировки фотоприемников б и 7 по световому потоку находят величинуThe light pulse before entering it 'The resonator enters the dividing plate 5, oriented in such a way that the reflected part is light. 25th pulse fell on the second (additional) photodetector 6. The signal / from the photodetector b arrives ^; to digital voltmeter 8; The transmitted part of the pulse enters the resonator, inside the ₃ _ of which the studied object 'U is placed; passes through it and enters the mirror 2 of the resonator. Since the transmittance of this mirror is different from zero, a decaying - ¹ * pulse train resulting from multiple reflections of the light pulse from the resonator mirrors arrives at the first (main) photodetector 7. The photodetector 7 is connected to a digital voltmeter 9, which registers 40 amplitude ^{1 of} the first transmitted pulse. By comparatively calibrating the photodetectors b and 7 according to the light flux, find the value

где и_в - амплитуда напряжения первого импульса, зарегистрированного основным фотоприемником;where and _in - voltage amplitude of the first pulse recorded by the main photodetector;

- амплитуда напряжения импульса,50 зарегистрированного дополнительрым фотоприемником, 'Величина К позволяет определить амплитуду напряжения первого импул'ьса, вышедшего из резонатора, на осно 55 вании измеренного с помощью дополнительного фотоприёмника и цифрового вольтметра значения амплитуды напряжения вводимого светового импульса.is the amplitude of the pulse voltage 50 recorded by the additional photodetector, 'The K value allows us to determine the voltage amplitude of the first pulse coming out of the resonator, based on the value of the voltage amplitude of the input light pulse measured using an additional photodetector and digital voltmeter.

Затем первый фотоприемнйк отключают от ί цифрового вольтметра. 9 и опдключают к соединенным последовательно дискриминатору 12, усилителю 13, компаратору 14, счетчику импульсов 15, (кифропёчатающему устройству 11. Дискриминатор 12 преобразует сформированную фотоприемником 7 последовательность электрических им- ‘ пульсов с затухающей амплитудой,в последовательность с амплитудой, не ’ превьйлающей верхнего уровня дискриминации. С целью охвата как можно большего числа импульсов уровень выгодного сигнала дискриминатора выбирают не менее, чем в т раз меньше уровня опорного сигнала компаратора 14, где т - коэффициент усиления усилителя 13, На выход компаратора поступает опорный сигнал, если амплитуда импульса на входе не меньше уровня опорного сигнала, и не поступает в противном случае. Опорный сигнал компаратора измеряется и представляет собой амплитуду последнего .зарегистрированного импульса последовательности А„. Счетчик импульсов 15 считает число опорных импульсов компаратора. Это число выводится на цифропечатающее устройство 11.Then the first photodetector is disconnected from the ί digital voltmeter. 9 and connected to a discriminator 12 connected in series, an amplifier 13, a comparator 14, a pulse counter 15, (kyphroprotection device 11. The discriminator 12 converts the sequence of electric pulses formed by the photodetector 7 with a damped amplitude into a sequence with an amplitude that does not exceed the upper level In order to cover as many pulses as possible, the level of the beneficial discriminator signal is chosen no less than m times lower than the level of the reference signal of the comparator 14, where m is the coefficient the amplifier gain is 13, The reference signal is output to the comparator if the amplitude of the input pulse is not less than the level of the reference signal, and does not otherwise. The reference signal of the comparator is measured and represents the amplitude of the last. pulse of sequence A registered. Pulse counter 15 counts the number of reference pulses of the comparator.This number is displayed on the digital printing device 11.

На основании измеренных К и и и известных· ш и 1)_η по формуле определяют оптические потери. . .Based on the measured K and u and the known · w and 1) _η , the optical loss is determined by the formula. . .

Изобретение позволяет измерять оптические, потери в точностью до десятых долей процента, В то время как прототип способен измерять их с погрешностью не менее единиц процентов.The invention allows to measure optical losses to the nearest tenth of a percent, while the prototype is capable of measuring them with an error of at least a few percent.

Claims

A device for measuring optical loss, comprising a source of pulsed radiation, a resonator formed by two mirrors between which the object under study, a photodetector and a recorder are located, characterized in that, in order to increase accuracy, a dividing plate and a second photodetector are additionally introduced into it, discriminator, comparator and pulse counter, the second photodetector through the dividing plate optically connected to the source of pulsed radiation, c, the first photodetector through the discriminator, comparator, and etchik pulses associated with the registrar, which is also connected the second photodetector.