SU769356A1 - Pulsed pyroelectric radiation receiver - Google Patents

Pulsed pyroelectric radiation receiver Download PDF

Info

Publication number
SU769356A1
SU769356A1 SU792713549A SU2713549A SU769356A1 SU 769356 A1 SU769356 A1 SU 769356A1 SU 792713549 A SU792713549 A SU 792713549A SU 2713549 A SU2713549 A SU 2713549A SU 769356 A1 SU769356 A1 SU 769356A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
radiation
pulsed
layer
pyroelectric
acoustic
Prior art date
Application number
SU792713549A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Филиппович Косоротов
Лев Самсонович Кременчугский
Владимир Борисович Самойлов
Наталия Александровна Цоглина
Алексей Яковлевич Шульга
Original Assignee
Институт Физики Ан Украинской Сср
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 Институт Физики Ан Украинской Сср filed Critical Институт Физики Ан Украинской Сср
Priority to SU792713549A priority Critical patent/SU769356A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU769356A1 publication Critical patent/SU769356A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к области аппаратуры дл  измерени  характеристик радиа .цйонных потоков, а именно к тепловым приемникам излучени  и может быть использовано в устройствах дл  измерени  энергии и мощности импульсного лазерного излучени .The invention relates to the field of apparatus for measuring the characteristics of radio fluxes, namely to thermal radiation detectors, and can be used in devices for measuring the energy and power of pulsed laser radiation.

Известны пироэлектрические приемники излучени , обладающие достаточным быстродействием (до с) и высокой степенью неселективности: от вакуумного ультрафиолета до субмиллиметровой области спектра .Pyroelectric radiation receivers are known that have sufficient speed (up to c) and a high degree of non-selectivity: from vacuum ultraviolet to submillimeter spectral range.

Однако измерени  энергетических параметров мощных импульсных лазеров св заны с большими трудност ми, так как генераци  излучени , как правило, сопровождаетс  значительными акустическими эффектами . Воздействие звуковой волны на чувствительный элемент приемника приводит к возникновению в нем паразитного сигнала, маскирующего полезный сигнал и, следовательно , к понижению точности измерени  параметров лазерного импульса.However, measurements of the energy parameters of high-power pulsed lasers are associated with great difficulties, since the generation of radiation, as a rule, is accompanied by significant acoustic effects. The impact of a sound wave on a sensitive element of the receiver leads to the appearance of a parasitic signal in it, masking the useful signal and, consequently, to a decrease in the measurement accuracy of the laser pulse parameters.

Известен также пироэлектрический приемник излучени , в котором чувствительный элемент выполнен из материала с большими акустическими потер ми 2. Это приводит к затуханию звуковой волны, распростран ющейс  в чувствительном элементе и к уменьшению амплитуды паразитного сигнала. Указанный приемник обладает следующим недостатком: введение в материал чувствительного элемента лримесей,A pyroelectric radiation detector is also known, in which the sensitive element is made of a material with large acoustic losses 2. This leads to attenuation of the sound wave propagating in the sensitive element and to a decrease in the amplitude of the parasitic signal. The specified receiver has the following disadvantage: the introduction into the material of the sensitive element of the impurities,

5 повышающих акустические потерн, приводит к ухудшению пироэлектрических характеристик материала и к понижению чувствительности приемника. Наиболее близким к изобретению  вл етс  пироэлектрический детектор, содержащий два чувствительных элемента, установленных так, что они подвергаютс  одним и тем же акустическим вцбраци м . Один из элементов в известном устррйстве экранирован от детектируемого излучени . Предусмотрено средство дл  вычитани  сигналов , снимаемых с чувствительных элементов с целью подавлени  ложных, пьезоэлектрических сигналов, возникающих под5 increases the acoustic loss, leads to the deterioration of the pyroelectric characteristics of the material and to reduce the sensitivity of the receiver. Closest to the invention is a pyroelectric detector comprising two sensitive elements mounted so that they are subjected to the same acoustic transients. One of the elements in a known device is shielded from the detected radiation. Means are provided for subtracting signals taken from sensing elements in order to suppress spurious, piezoelectric signals arising under

20 действием вибраций.20 vibrations.

Недостатком известного пироэлектрического детектора  вл етс  то, что вследствие неиндентичности чувствительных элементов всегда имеет место различие амплитуд нA disadvantage of the known pyroelectric detector is that, due to the non-identity of sensitive elements, there is always a difference in the amplitudes n

25 фаз гармонических составл ющих пьезоэлектрических сигналов, причем эти различи  будут особенно сильны в диапазонах частот, близких к частотам механических резонансов чувствительных элементов, где25 phases of harmonic components of the piezoelectric signals, and these differences will be especially strong in the frequency ranges close to the frequencies of mechanical resonances of sensitive elements, where

30 вли ние вибраций наиболее значительно.The effect of vibrations is most significant.

Цель изобретени  - повышение точности лзмереии  энергетических характеристикмощности имнульсного излучени  путем разделени  во времени паразитного сигнала , вызванного акустическим воздействием, и полезного сигнала, вызванного радиационным воздействием.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the measurement of the energy characteristics of the power of the pulsed radiation by separating in time the parasitic signal caused by the acoustic effect and the useful signal caused by the radiation effect.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что между поглощающим покрытием и одним из электродов размещен разделительный слой нз материала, врем  тепловой диффузии которого больше времени затухани  звуковой волны, а теплоемкость - меньше теплоемкости чувствительного элемента, причем толщина сло  определ етс  из услови  соблюдени  соотношени The goal is achieved by the fact that a separating layer is placed between the absorbing coating and one of the electrodes of a material whose thermal diffusion time is longer than the decay time of the sound wave, and the heat capacity is less than the heat capacity of the sensitive element, and the thickness of the layer is determined by the condition

6 "

, С,р,, C, p,

-температуропроводность разделигде п тельного сло ;-Temperature diffusivity of the thermal layer;

С - удельна  теплоемкость разделительного сло ;C is the specific heat capacity of the separation layer;

-плотность разделительного сло ; -the density of the separation layer;

PI скорость звука в разделительном PI speed of sound in separator

V слое;V layer;

С,WITH,

удельна  теплоемкость пироактивного сло ;specific heat of the pyroactive layer;

-плотность пироактивного сло ; - density of the pyroactive layer;

Р2 d - толщина пироактивного сло .P2 d - thickness of the pyroactive layer.

. На фиг. 1 - схема импульсного пироэлектрического приемника излучени ; на фиг. 2 - временна  зависимость теплового (Wi) и акустического (Wan) импульсов; а - на облучаемом электроде; б - на пироактивном слое после прохождени  через разделительный слой. . FIG. 1 is a diagram of a pulsed pyroelectric radiation detector; in fig. 2 - temporal dependence of thermal (Wi) and acoustic (Wan) pulses; and - on the irradiated electrode; b - on the pyroactive layer after passing through the separation layer.

Импульсный пироэлектрический приемник излучени  состоит из поглощающего покрыти  1, электродов 2, 3, пироактивного сло  4, разделительного сло  5.The pulsed pyroelectric radiation detector consists of an absorbing coating 1, electrodes 2, 3, pyroactive layer 4, separation layer 5.

Принцип работы приемника излучени  заключаетс  в следующем. На цоглощающее покрытие одновременно действуют радиационный импульс мощностью и акустический импульс мощностью WaK (фИГ.The principle of operation of the radiation receiver is as follows. A radiation impulse with a power and an acoustic impulse with a power of WaK (FIG.

2,а). Радиационный импульс, действу  на поглощающее покрытие, вызывает изменение температуры последнего. Дальнейшее распространение акустической и тепловой волн в приемнике излучени  подчин етс  различным законам. Акустическа  волна достигает чувствительного элемента через2, a). The radiation pulse acting on the absorbing coating causes a change in the temperature of the latter. The further propagation of acoustic and heat waves in the radiation receiver is subject to various laws. Acoustic wave reaches sensing element through

промежуток времени Ти - , где / - толщина разделительного сло ; v - скорость звука в нем.the time interval Ti -, where / is the thickness of the separation layer; v - the speed of sound in it.

Теплова  волна задерживаетс  разделительным слоем на врем , пропорциональное его диффузионной посто нной времениThe heat wave is delayed by the separation layer for a time proportional to its diffusion time constant

/2/ 2

где п - температуропроводность. В частности из решени  уравнени  теплопроводности следует, что пироэлектрический ток и рассматриваемом приемнике достигает своего максимального значени  через промежуток времени--Тзад после начала действи  импульса. Таким образом, если выполн етс  условиеwhere n is the thermal diffusivity. In particular, from the solution of the heat conduction equation, it follows that the pyroelectric current and the receiver under consideration reach their maximum value after a time interval, Tzad, after the onset of the pulse. Thus, if the condition

(1)(one)

,, эад J 6,, ead j 6

электрический сигнал, обусловленный радиационным импульсом, и сигнал, обусловленный акустическим им пульсом,.будут разделены во времени (фиг. 2,6), что дает возможность проводить точные измерени  энергетических характеристик радиационного импульса. Из (1) следует первое требование , предъ вл емое к толщине разделительного сло .the electrical signal due to the radiation pulse and the signal due to the acoustic pulse will be separated in time (Fig. 2.6), which makes it possible to carry out accurate measurements of the energy characteristics of the radiation pulse. From (1) follows the first requirement imposed on the thickness of the separating layer.

/.-.(1,а)/.-. (1, a)

VV

Дл  того чтобы разделительный слой не ухудшал значительно чувствительность приемника , необходимо, чтобы его теплоемкость не превышала теплоемкость пироактивного сло . Отсюда получаем второе требование к толщине разделительного сло :In order for the separation layer not to significantly degrade the sensitivity of the receiver, it is necessary that its heat capacity not exceed the heat capacity of the pyroactive layer. From here we get the second requirement for the thickness of the separating layer:

, ,

(2) Cipi(2) Cipi

CbpiCbpi

удельна  теплоемкость и плотность разделительного сло ; , Q-Р2 - толщина, удельна  теплоемкость и плотность пироактииного сло .specific heat capacity and density of the separation layer; , Q-P2 is the thickness, specific heat and density of the pyroactin layer.

Применение приемника излучени  даст возможность повысить точность измерени  энергетических характеристик мощного импульсного излучени  путем временной Cfлекции составл ющих сигнала, обусловленных измер емым излучением и акустически ми помехами.The use of a radiation detector will make it possible to improve the accuracy of measuring the energy characteristics of high-power pulsed radiation by temporarily Cfitting the components of the signal, due to the measured radiation and acoustic noise.

Ежегодный экономический эффект о г применени  импульсного пироэлектрического приемника излучени  может быть получен благодар  тому, что данный приемник повышает точность измерений энергетических характеристик мощных лазеров. Длл получени  среднего значени  выходной мощности такого лазера количество импульсов излучени  можно умейьщить в два раза. Это составл ет экономический эффек: пор дка 10--15 тыс. руб. в год на одной лазерной установке.The annual economic effect of using a pulsed pyroelectric radiation detector can be obtained by virtue of the fact that this receiver improves the accuracy of measurements of the energy characteristics of high-power lasers. In order to obtain the average value of the output power of such a laser, the number of radiation pulses can be reduced by a factor of two. This constitutes an economic effect: on the order of 10 to 15 thousand rubles. per year on one laser machine.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 346597, МКИ G 01J 5/50, 1970.1. USSR Author's Certificate No. 346597, MKI G 01J 5/50, 1970. 2.Патент США № 3571592, НКИ 250-83, опублик. 1977.2. US patent number 3571592, NCI 250-83, published. 1977. 3.Патент Великобритании № 1464555, НКИ G 1А, 1977 (прототип).3. The patent of Great Britain No. 1464555, NKI G 1A, 1977 (prototype). WW fut.tfut.t 2 tt 2 tt I I v чv h -TU -Tu r "
SU792713549A 1979-01-17 1979-01-17 Pulsed pyroelectric radiation receiver SU769356A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792713549A SU769356A1 (en) 1979-01-17 1979-01-17 Pulsed pyroelectric radiation receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792713549A SU769356A1 (en) 1979-01-17 1979-01-17 Pulsed pyroelectric radiation receiver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU769356A1 true SU769356A1 (en) 1980-10-07

Family

ID=20805524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792713549A SU769356A1 (en) 1979-01-17 1979-01-17 Pulsed pyroelectric radiation receiver

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU769356A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6764215B2 (en) * 2001-07-04 2004-07-20 Amersham Biosciences Uk Ltd. Method, a measuring cell and a system for measuring very small heat changes in a sample

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6764215B2 (en) * 2001-07-04 2004-07-20 Amersham Biosciences Uk Ltd. Method, a measuring cell and a system for measuring very small heat changes in a sample

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1483321A (en) Acoustic method for measuring gas pressure
US3983424A (en) Radiation detector employing acoustic surface waves
SU769356A1 (en) Pulsed pyroelectric radiation receiver
US5048969A (en) Piezoelectric measurement of laser power
CN102478427B (en) Laser energy detector
US4353256A (en) Non-contact measurement of physical properties of continuously moving metal strip
Albul et al. Measurements of the parameters of the acoustic radiation accompanying the moderation of an intense proton beam in water
US3276249A (en) Ultrasonic measuring apparatus
JPS55151237A (en) Detector for abnormality of bearing mechanism
BG99112A (en) Method and instrument for establishing faulty fuel stems by using acoustic energy frequency attenuation
SU1315883A1 (en) Transducer of gas moisture content
SU489036A1 (en) Method for measuring the speed of ultrasonic vibrations in sheet material
SU601578A1 (en) Partial discharge acoustic transducer
SU993131A1 (en) Device for testing accelerometer in impact mode
Dorman Anelasticity and the spectra of body waves
SU813349A1 (en) Device for graduation and testing acoustic logging instruments
SU1136605A1 (en) Method of measuring the light absorption factor in a transparent solid bodies
SU1188641A1 (en) Method of measuring rate of acoustic wave propagation in dielectrics and apparatus for accomplishment of same
RU2007898C1 (en) Method of determination of energy of heavy charged particles
SU119025A1 (en) Method for determining frequency and phase characteristics of ultrasound receivers
Germer Measuring of soft x‐ray flashes with the x‐ray acoustic effect
SU397066A1 (en)
SU1017930A1 (en) Ultrasonic device for measuring vibration parameters
SU1146610A1 (en) Radiometer
RU1153661C (en) Method of determining structural characteristic of refractive index of atmosphere