Способ передачи размера единицы средней мощности лазерного излучения и устройство для его осуществления

Способ передачи размера единицы средней мощности лазерного излучения и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технической физике, в частности к способам и устройствам передачи размера (}изических величин, и может быть использовано при построении рабочих эталонов средний мощности непрерывного лазерного излучения. Цель изобретения - повьппение точности и расиирение диапазона передачи значений средней мощности лазерного излучения. Суть изобретения заключается в разделении выходного излучения лазера, прошедшего через линейный поляриза- Topi на два пучка с взаимно ортогональными плоскостями поляризации. Динамический диапазон при передаче значений средней мощности лазерного излучения от эталонного средства измерения к аттестуемому средству измерения изменяется путем поворота вектора поляризации лазерного излучения , при этом коэффициент разветвления пучков определяется -коэффициентом , характеризующим соотношение с коэффициентов пропускания пучков двулучево0 поляризационной призмы. Изобретение позволяет осуществить передачу размера единицы средней мощностью лазерного излучения в диапазоне Вт при.погрешности во всем диапазоне не более 0,15% и в диапазоне 1 Вт при увеличении погрешности на границе динамического диапазона (Л

„„SU„„) 460 соо3 с08етских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (11 4 G 01 J 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТИРЫТИЯМ

ПРИ ГИИТ СССР (21) 4127889/24=25 (22) 03.10,86 (46) 23 ° 02.89. Бюл. № 7 (72) В.М.Иванов, С.А.Кауфман и А.А.Либерман (53) 536.5 (088,8) (56) Афанасьев Л.ф. и др. Рабочий эталон единицы средней мощности лазерного излучения. — Измерительная техника, 1981, ¹ 2, с. 33-35.

Вест Э,Д. и др. Образцовый калориметр для измерения энергии,;лаз.ерного излучения. — Контрольно-измерительная техника. М., ВИНТИ, 1972, № 36, .с. 17-43. (54) СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ РАЗМЕРА ЕДИНИЦ 4

СРЕДНЕЙ М)ЩНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технической физике, в частности к способам и. устройствам передачи размера физических. величин, и может быть использовано при построении рабочих эталонов средней мощности непрерывного лазерного излучения. Цель изобретения - повышение точности и расшиl

Изобретение относится к технической физике, в частности к способам и устройствам передачи размера физических величин, и может быть использовано при построении рабочих эталонов средней мощности непрерывного лазерного излучения.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диап зона передарение диапазона передачи значений средней мощности лазерного излучения, Суть изобретения заключается в разделении выходного излучения лазера, прошедшего через линейный поляризатор, на два пучка с взаимно ортогональными ппоскостями поляризации.

Динамический диапазон при передаче значений средней мощности лазерного излучения от эталонного средства измерения к аттестуемому средству из мер ения изменяется путем поворот а вектора поляризации лазерного излучения, при этом коэффициент разветвления пучков определяется коэффициент ом, хар акт ериэующим соотношение

Ж коэффициентов пропускания пучков двулучевой поляризационной призмы. Изобретение позволяет осуществить передачу раз— мера единицы средней мощностью лазерно- С; з

ro излучения в диапазоне 10 — 1 Вт при погрешности во всем диапазоне

-7 не более 0,15% и в диапазоне 10

1 Бт при увеличении погрешности на границе динамического диапазона 4 " (10 Бт) до 157.. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

4Р

I чи значений средней мощности лазерного излучения.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего способ передачи размера единицы средней мощности лазерного излучения.

Устройство содержит лазер 1 непрерывного излучения, выполненный в виде излучателя 2, затвора 3 и блока

27 4

=д.„, а значение коэффициента Г рассчитывают по формуле

14606

Средняя мощность на выходе двулучевой поляризационной призмы 6 контролируется в этом случае либо с помощью известях устройств сравнения интенсивности двух световых потоков, либо с помощью двух эталонных средств измерения. Коэффициент является неизменной характеристикой материала двулучевой поляризационной призмы, в связи с чем он может определяться один pas в течение межповерочного. интервала устройства.

После определения коэффициента f затвором 3 перекрывается излучение на выходе излучателя 2„ после чего осуществляется капибровка эталонного 7 и аттестуемого 8 СИ, например, методом электрического замещения, По завершении калибровки этапонного

7 и аттестуемого 8 СИ открывается . затвор 3 и лазерное излучение от излучателя 2. через линейный поляризатор 5 и двулучевую поляризационную призму 6 одновременно подается в рабочие приемные элементы преобразователей соответственно эталонного 7 и аттестуемого 8 СИ. (Если определение значения коэффициента не проводится, то перед началом калибровки эталонного 7 и аттестуемого

8 СИ определяются углы аС и et, )..

Снимается серия одновременных показаний эталонного 7 и аттестуемого 8 СИ, которые фиксируются как результат передачи размера единицы средней мощности лазерного излучения от эталонного 7 к аттестуемому

8 СИ при коэффициенте распределения

К; = К„= 1,0. Затем определяется угол поворота платформы 9 для заданной i-й точки динамического диапазона аттестуемого СИ 8 по формуле

Определение коэффициента Г проводится следующим образом. 40

Поворачивают платформу 9 с помощью привода угломерного узла до тех пор, пока средняя мощность оде, ного из выходных пучков (например, обыкновенного) станет минимальной.

Данному положению вектора поляризации лазерного излучения приписывают значение угла с = О. Затем поворачивают (направление вращения значения не имеет) платформу 9 íà угол при котором средние мощности обыкновенного и необыкновенного пучков на выходе двулучевой поляризационной призмы 6 становятся равными, это соответствует коэффициенту распреде55 ления К; средней мощности лаз ерного излучения, равному К = 1,0. н

По шкале угломерного узла платфор" ! мы 9 отсчитывается значение угла к где ь а;—

t е

К =- - - значение коээффициента

tg Û„ распределения средней мощ4 питания, а также линейный поляриза" тор 5, двулучевую поляризационную призму б, этапонное средство измере- . ний (СИ) 7, аттестуемое СИ 8 и платформу 9, снабженную угломерным узлом для измерения угла поворбта платформы 9 с приводом (не показаны).

Устройство работает следующим образом. 10

Включают блок 4 питания лазера 1, нри этом на выходе излучателя 2 начинает генерироваться непрерывное лазерное излучение, которое на выходе линейного поляризатора 5 преобразуется в линейно-поляризованное лазерное излучение. На выходе двулучевой поляризационной призмы 6 линейно-поляризованное лазерное из- 20 лучение разделяется на два пучка с вз аимно ортогональными плоскостями поляризации, т.е. на обыкновенный и необыкновенный пучки, которые направляются,соответственно в центры рабочих приемных элементов преобразователей (не показана) эталонного

7 и аттестуемого 8 СИ соответственно.

Перед началом передачи размера единицы средней мощности лазерного 30 излучения от эталонного 7 к аттестуемому 8 СИ проводится определение коэффициента, характеризующего соотношение коэффициентов пропускания обыкновенного и необыкновенного пучков двулучевой поляризационной

° призмой 6. значение угла поворота платформы 9, соответствующее

i-й (i = 1,2,3...) поверяемой точке динамического диanазона атrестуемого СИ 8

1460627 6 и в диапазбне 10 -1 Вт при погрешности не более 1,5 при увеличении погрешности на границе динамическо5

ro диапаз îíà (10 Вт ) до 15,0, т. е. при расширении динамического диапазона На три порядка погрешность передачи размера единицы средней мощности лазерного излучения от эталон10 ного 7 к образцовому 8 СИ снижается не мене чем в 2,5 раза.

I. Способ передачи размера единицы средней мощности лазерного излучения, состоящей в том, что генерируют непрерывное лазерное излучение, делят его на первый и второй пучки, пер- . вый пучок направляют на эталонное или образцовое средство изиерений, второй - на аттестуемое или поверяемое средство измерений, и с учетои коэффициента распределения К средней мощности лазерного излучения между первым и вторым пучками определяют основную погрешность аттестуемого или поверяемого средства измерений,. отличающийся тем, 3р что, с цельв повьппения точности и расширения диапазона передачи значений средней мощности лазерного излучения, осуществляют линейную поляризацию лазерного излучения, делят линейно-поляризованное лазерное излу35 чение на первый и второй пучки с вз анино ортогональными плоскостями поляризации, при этои начальное положение вектора поляризации линейно0 поляризованного лазерного излучения выбирают из условия равенства средних мощностей первого и второго пучков, а затем для заданного значения коэффициента распределения К, сред5 ней мощности лазерного излучения поворачивают вектор поляризации линейнополяризованного лазерного излучения на угол,Ь о.,,определяемый " по формуле где P P ° — одновременные показаз, о ния эталонного 7 и аттестуемого 8 CH соответственно.

Следовательно, погрешность переда4 чи размера единицы средней мощности лазерного излучения определяется погрешностью установки заданного зна" чения коэффициента распределения К, т,е. абсолютной погрешностью шкалы

4 угломерного узла платформы 9, которая не превышает, как правило, 5 угл.сек. При этом относительная погрешность установки заданного значения коэффициента распределения

К; в диапазоне от 1 .до 1О Вт не

-э превьппает 1,5, а в диапазоне от 1 до 10 Вт «а 15 .

Таким образом, способ и устройство для его реализации позволяют осуществлять передачу разиера единицы средней мощности лазерного излучения в диапазоне 10 -1 Вт при погрешности во всем диапазоне не более 0,15Х

55 ности лазерного излучения на выходе двулучевой поляри эационной призмы 6 при повороте платформы 9 на угол отсчитываемый от значения угла оС, Приводом угломерного узла платфор иы 9 поворачивается угол ЬЫ; (i

1,2,3...) в направлении, при которои средняя иощность обыкновенного пучка возрастает, если К; (1, и падает, если К; w 1. Для каждого значения угла 6 ; снимается серия одновременных показ аиий эталонного

7 и аттестуемого 8 СИ, которые фикси" руются как результат передачи размера единицы средней мощности лазерного излучения от эталонного 7 к аттестуемому 8 СИ при коэффициентах распределения К; (i = 1,2,3...).

После окончания передачи размера единицы в последней точке динамического диапазона затвором 3 перекрывается лазерное излучение на выходе излучателя 2 и вновь проводится калибровка эталонного СИ 7 для опреде-, ления его дрейфа.

Основная погрешность измерений аттестуемого СИ 8 в любой i-й точке его динамического диапазона определяется по формуле

Р;

ДР =- -P

1 К, а

Формул а из обр ет ения

Ь (;= arctg (Д; ° Еае(н) н где д „- угол, соответствующий начальному положению вектора поляриэ ации линейно-поляризованного лазерного излучения, отсчитываемый от такого положения вектора поляризации, прн котором средняя

1460627 8 ния диапазона передачи значений средней мощности лазерного излучения, между лазером непрерывного излучения и светоделителем установлен линейный поляризатор, при этом излучатель и затвор лазера непрерывного излучения и линейный поляризатор размещены на платЬорме, имеющей возможность вращения вокруг оптической оси усту ройства и снабженной отсчетным угломерным узлом для измерения угла поворота платформы, причем в качестве светоделителя использ ована двулучевая поляризационная призма. мощность первого и второго пучка минимальна.

2. Устройство передачи размера единицы средней мощности лазерного излучения, состоящее из оптически связанных лазера непрерывного излучения, светоделителя, эталонного средства измерений, при этом лазер непрерывного излучения, выполнен в ви-. 10 де расположенных на одной оптической оси затвора и излучателя, соединенйого с выходом блока питания,. о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с .

Целью повышения точности и р асшир е- 15

Составитель С. Соколова

Техред Л.Сердюкова

Редактор А,Козориэ

Корректор М.Пожо

Заказ 536/51 Тираж 466 Подписное

BFlHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

i Производственно-издательский комбинат "Патент", r .Ужгород, ул. Гагарина, 101