UA81355C2

UA81355C2 - Radiation power detector

Info

Publication number: UA81355C2
Application number: UAA200603360A
Authority: UA
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-12-25

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до метрології, зокрема, до вимірювання потужності лазерного або некогерентного 2 випромінювань у безперервному або імпульсному режимах.

Відомі фотодіоди самокалібруючі, що мають внутрішню квантову ефективність, близьку до одиниці, та дозволяють робити абсолютні вимірювання потужності випромінювань (1, 21.

Істотним недоліком при використанні таких фотодіодів є наявність відбитого від поверхні фотодіода випромінювання, що знижує точність вимірювань. Частина недоліків усувається використанням так званих 70 трап-детекторів, конструкцій фотодіодів, що дозволяють вимірювати відбите від їхньої поверхні випромінювання.

Найбільш близьким до того що заявляється, узятим за прототип, є трап-детектор, що складається із фотодіода і дзеркала встановленого по шляху поширення випромінювання таким чином, щоб забезпечити повернення на фотодіод відбитого їм випромінювання |З, 41.

Трап-детектор складається із фотодіода і плоского дзеркала, що багаторазово повертає відбите від 12 фотодіода випромінювання для наступного його вимірювання. Така конструкція дозволяє підвищити точність вимірювань, але разом з тим вона має ряд істотних недоліків. Такий трап-детектор має малу ширину прийомної діаграми спрямованості що при порівняно великому шляху проходження випромінювання робить проблематичним вимірювання потужності некогерентних джерел випромінювання, що мають, як правило, велику розбіжність. Крім того, у ньому існує випромінювання в зворотному напрямку, що, впливаючи на джерело випромінювання, спотворює результати вимірювання.

В основу винаходу поставлена задача розширення функціональних можливостей трап-детектора і збільшення точності вимірювань.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у трап-детекторі, що складається із фотодіода і дзеркала встановленого по шляху поширення випромінювання таким чином, щоб забезпечити повернення на с фотодіод відбитого їм випромінювання, дзеркало виконане у формі симетричній щодо великої вісі частини Ге) еліпсоїда обертання і розташовано від фотодіода на відстані, рівній половині великої вісі еліпсоїда, а розміщується трап-детектор щодо джерела випромінювання таким чином, щоб випромінювання проходило через фокус еліпсоїда обертання, а крім того, трап-детектор обладнаний світловодом, край якого, що випромінює, розташований у фокусі еліпсоїда обертання. о

Відмітні ознаки запропонованого пристрою дозволяють розширити функціональні можливості трап-детектора (0 і підвищити точність вимірювання.

Запропонований трап-детектор зображений на фіг.1, де позначено: 1 - фотодіод, 2 - еліпсне дзеркало, З - Ше промінь джерела випромінювання, потужність якого виміряється, БЕ 4, Бо - фокуси еліпсоїда обертання, а - «-- велика піввісь еліпсоїда обертання, Б - мала піввісь еліпсоїда обертання. На фіг.2 показаний трап-детектор,

Зо що містить світловод - 4, за допомогою якого уводиться випромінювання в детектор. со

Фотодіод 1 розташовується на відстані а (половині великої вісі еліпсоїда) від дзеркала 2, виконаного у виді симетричної щодо великої вісі частини еліпсоїда обертання.

Винахід грунтується на властивості дзеркальної зліпсної поверхні відбивати будь-який промінь, що пройшов « через один із фокусів у напрямку, при якому він обов'язково пройде через другий фокус (Е 25), а відбившись З 50 другий раз від еліпсної поверхні, промінь знову пройде через фокус Р. і т.д., щораз притискаючись до великої с вісі еліпсоїда обертання. Шляхом простих геометричних побудов легко переконатися, що система, що

Із» складається із еліпсного дзеркала і плоского, встановленого в центрі еліпсоїда перпендикулярно великій вісі, працює аналогічним образом (51.

Таким чином, будь-який промінь, введений у трап-детектор через один із фокусів, залишається в ньому, не маючи можливості виходу з нього. со Працює трап-детектор у такий спосіб. - Промінь З від випромінювача спрямовується через фокус ЕЕ. на еліпсне дзеркало 2. Відбившись від дзеркала 2, промінь буде поширюватися в напрямку фокуса Е 5 і попаде на фотодіод 1, де виміряється потужність о випромінювання. Частина випромінювання відбивається від поверхні фотодіода в напрямку фокуса Е і, сл 20 відбившись від еліпсного дзеркала 2, знову попадає на фотодіод 1 і т.д., щораз наближаючись до великої вісі еліпсоїда. При цьому немає відбитого із трап-детектора випромінювання. Для уведення випромінювання в сл трап-детектор необхідно користатися оптикою (об'єктив, лінза), фокусуя випромінювання, що вводиться, у фокус

Е.. Кут, під яким уводиться випромінювання у трап-детектор (між великою віссю еліпсоїда і напрямком променя, що вводиться ), може бути довільним. Чим менше величина цього кута, тим швидше перевідбиваний у детекторі 25 промінь наближається до великої вісі і навпаки. Випромінювання в трап-детектор може вводитися за допомогою

ГФ) світловода 4 (фіг.2). При цьому світловод установлюється таким чином, щоб випромінюючий кінець його розміщався у фокусі еліпсоїда обертання. Вплив світловода на результати вимірювання буде мінімальним о внаслідок малості його розміру (діаметр скловолокна звичайно "« 0,08мм).

Випромінювання у трап-детектор може вводитися одночасно від декількох джерел. Така конфігурація 60 надзвичайно зручна при передачі спектрорадіометричних величин і при проведенні звірень декількох джерел випромінювань, що підключаються до детектора одночасно і знаходяться в однакових умовах для вимірювань.

Запропонована конструкція трап-детектора дозволяє робити вимірювання потужності некогерентних джерел випромінювання із широкою діаграмою спрямованості, тому що в даній конструкції відбувається звуження діаграми при кожному наступному відбитті від фотодіода. бо Використання трап-детектора дозволяє підвищити точність вимірювань. Це робить привабливим і перспективним використання трап-детектора запропонованої конфігурації при проведенні прецизійних спектрорадіометричних вимірювань лазерного і некогерентного випромінювань у безперервному та імпульсному режимах.

Джерела інформації 1. Магрша Т., І іеддиеві Ї.., І апамідзеп Н., Кедпі Н., де Мгееде У. //Меїгоіодіа. - 1991. -28. -Р.349-352. 2. Н.В. Гур'єв, А.Д. Купко, Л.А. Назаренко //Український метрологічний журнал. - 2002. - Вин. 1. - С.40-44.

З. У.М. Раїтег // МеїгоІодіа. - 1993. - 30. - Р.323-333. 4. 0.5. І еНеге Раїепі 5, 084, 621, 1992, азвідпейд ю Сіпсіппаїї ЕІесігопісв. 70 5. А.С. Литвиненко, О.В. Прусихин /Український метрологічний журнал. - 2000. - Вип. 2. - С.48-50.

Claims

Формула винаходу

1. Трап-детектор, що складається із фотодіода і дзеркала, встановленого для забезпечення спрямування на фотодіод відбитого ним випромінювання, який відрізняється тим, що дзеркало виконане у вигляді симетричної відносно його великої осі частини еліпсоїда обертання і розташовано від фотодіода на відстані, рівній половині великої осі еліпсоїда, а трап-детектор розміщено відносно джерела випромінювання так, що випромінювання від джерела проходить крізь фокус еліпсоїда обертання.

2. Трап-детектор за п.1, який відрізняється тим, що він обладнаний світловодом, кінець якого, що випромінює, розташований у фокусі еліпсоїда обертання. с (8) ІС) ю со «- г) ші с ;» (ее) - (95) с 50 сл Ф) іме) 60 б5