Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ПРИЕМНИК ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ - Патент РФ 2046305
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПРИЕМНИК ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ПРИЕМНИК ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ПРИЕМНИК ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Приемник лазерного излучения предназначен для измерения энергии импульсного оптического излучения, в том числе и лазерного. Сущность: приемник лазерного излучения содержит установленные последовательно в механическом контакте прозрачную для принимаемого излучения пластину-поглотитель, промежуточный элемент с фланцем и акустический датчик, на обеих поверхностях которого выполнены электроды, причем промежуточный элемент выполнен в виде усеченного конуса, основание которого превосходит поперечные размеры пластины, а верхнее сечение выполнено равным сечению акустического датчика, при этом толщина промежуточного элемента выбрана из соотношения (D-d)/h2<0,4, где D поперечный размер основания усеченного конуса промежуточного элемента; d поперечный размер сечения акустического датчика; h2 толщина промежуточного элемента. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2046305
Класс(ы) патента: G01J5/50
Номер заявки: 4900155/25
Дата подачи заявки: 08.01.1991
Дата публикации: 20.10.1995
Заявитель(и): Карабутов А.А.; Согоян М.А.; Шелемин Е.Б.
Автор(ы): Карабутов А.А.; Согоян М.А.; Шелемин Е.Б.
Патентообладатель(и): Частное предприятие "Диагностика"
Описание изобретения: Изобретение относится к технике оптических измерений, в частности к средствам измерения энергии импульсов оптического излучения, в том числе лазерного.
Известен приемник лазерного излучения, используемый для измерения энергии импульсов лазерного излучения. Этот приемник выполнен в виде расположенных последовательно плоскопараллельного оптического элемента (пластины), поглощающего экрана, промежуточного элемента с фланцем, акустического датчика и регистратора, подключенного к электродам датчика.
Недостатком этого приемника является недостаточно большая площадь входной апертуры приемника, максимальный размер которой не может превышать размер акустического датчика (его размеры не превышают обычно 40-50 мм, при больших размерах происходит увеличение разброса значений коэффициента преобразования по площади датчика), а в некоторых случаях, например при использовании приемника в технологических системах, требуется увеличение диаметра входной апертуры до 100 мм и более.
Цель изобретения расширение поля зрения.
На чертеже показан приемник в разрезе.
Приемник содержит плоскопараллельную пластину (оптический элемент) 1, поглощающий экран 2, промежуточный элемент 3 с фланцем 4, акустический датчик 5 с металлизированными обкладками 6 и 7 и регистратор (на чертеже не показан), подключенный к металлизированным обкладкам 6 и 7 датчика 5. В приемнике механический контакт плоскопараллельной пластины 1 с поверхностью поглощающего экрана 2 может быть выполнен с использованием слоя 8 жидкости, прозрачной для исследуемого излучения.
Плоскопараллельная пластина 1 выполнена из материала, прозрачного (частично) для исследуемого излучения Е (для λ= 10 ˙ 6 мкм -ZnSe, BaF2, для λ= 0,63 мкм стекло), и имеет полированные грани. Размер ее (диаметр) больше или равен апертуре приемника и размеру (диаметру) промежуточного элемента 3, обращенного к излучению Е.
Промежуточный элемент 3 имеет форму усеченного конуса, основание которого совпадает с плоскостью поглощающего экрана 2 и равно по размеру (диаметру) D, а верхнее основание совпадает по размеру (диаметру) d с размером акустического датчика 5.
Крепление пластины 1 может быть произведено с помощью клея к поглощающему экрану 2 или промежуточному элементу 3.
Поглощающий экран 2 выполнен из вещества, хорошо поглощающего исследуемое излучение, например графита, и укреплен в углублении промежуточного элемента. Плоскость фланца 4 элемента 3 совпадает с плоскостями поглощающего экрана 2 и плоскопараллельной пластины 1. Фланец 4 может иметь отверстия для закрепления приемника.
Толщины плоскопараллельной пластины 1 h1, промежуточного элемента 3 h2, акустического датчика 5 (высота цилиндра) h3 выбирают из соотношений
h1 c1/4f, h2 c2/4f, h3 c3/2f, где с1, с2, с3 скорости звука в материалах оптического элемента 1, промежуточного элемента 3, цилиндра датчика 5 соответственно;
f резонансная частота акустического датчика.
Акустический датчик 5 может быть заключен в экран и снабжен выводными контактами. В качестве регистратора может быть использован селективный усилитель типа У2-8 и осциллограф типа С1-48. Выход датчика 5 подключен к входу регистратора.
В приемнике механический контакт оптического элемента 1 с поверхностью поглощающего экрана 2 может быть выполнен с использованием слоя 8 жидкости, прозрачной для исследуемого излучения, вводимой в зазор между оптическим элементом 1 и поглощающим слоем экрана 2.
Экран 2 с поглощающим слоем может быть выполнен в виде смеси с эпоксидной смолой, заформованной в углубление промежуточного элемента 3.
Оптический элемент имеет акустическую толщину на рабочей частоте f -λ/4 ˙ (2n-1), промежуточный элемент λ/4 ˙ (2n-1), акустический датчик (пьезоэлемент) λ/2 ˙ (2n-1), где n 1, 2, 3. Наличие коэффициента (2n-1) не вносит изменений принципиального характера, но позволяет сделать конструкцию более удобной.
Приемник работает следующим образом.
Исследуемое излучение Е падает на плоскопараллельную пластину 1 и через нее на поглощающий экран 2. Это излучение (импульс) поглощается поверхностным слоем экрана 2 и возбуждает продольную акустическую волну, которая проходит по промежуточному элементу 3 с уменьшающимся по ходу сечением и попадает на акустический датчик 5.
Из теории следует, что передаточная функция приемника для случая жесткой границы поглощающего слоя на низких частотах больше, чем в случае свободной границы. Поэтому использование прозрачной пластины 1 перед поглощающим слоем экрана 2 позволяет создать жесткую границу, что позволяет повысить чувствительность.
Введение промежуточного элемента 3 и выбор толщин h1, h2, h3 позволяют установить положение узла скорости (V 0) на границе прозрачной и поглощающей сред и производить закрепление приемника на фланце, плоскость которого располагается в узле скорости (V 0).
Толщина поглощающего слоя может быть выбрана достаточно малой (≈0,5-1 мм) по сравнению с длиной волны звука и не учитываться в расчетах. Значения h1, h2, h3 выбраны из условия минимального значения скорости (V 0) в зоне фланца и максимальных значений скорости ( ± Vmax) на обкладках акустического датчика с учетом периодичности функции (коэффициент (2n-1), n 1, 2, 3).
Соотношение между D, d и h2 определяется из условия
(D d)/h2 < 0,4.
В конструкции приемника обеспечены условия повышения чувствительности за счет концентрации звуковой волны и расширения функциональных возможностей приемника путем увеличения его входной апертуры.
Изготовлен и испытан приемник излучения, выполненный в соответствии с описанием на лазере ЛТИПЧ-5 с λ= 1,06 мкм, Е 5 мДж, τл 25 нс. В конструкции приемника d 40 мм, D 120 мм, h1 13 мм, h2 200 мм, h3 18 мм. Материал датчика ЦТС-19.
Испытания показали, что приемник имеет более широкие функциональные возможности: диаметр входной апертуры D 120 мм при диаметре акустического датчика d 40 мм, остальные его параметры соответствуют параметрам прототипа.
Предлагаемый приемник может быть использован в измерительных системах, например, лидарного типа.
Формула изобретения: ПРИЕМНИК ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий установленные последовательно в механическом контакте прозрачную для принимаемого излучения пластину, поглотитель, промежуточный элемент с фланцем и акустический датчик, с обеих поверхностей которого выполнены электроды, отличающийся тем, что, с целью расширения поля зрения, промежуточный элемент выполнен в виде усеченного конуса, основание которго превосходит поперечные размеры пластины, а верхнее сечение выполнено равным сечению акустического датчика, при этом толщина промежуточного элемента выбрана из соотношения
( D -d ) / h2 < 0,4,
где D поперечный размер основания усеченного конуса промежуточного элемента;
d поперечный размер сечения акустического датчика;
h2 толщина промежуточного элемента.