Измеритель поляризационных составляющих энергии и направления поляризации излучения оптического квантового генератора

Измеритель поляризационных составляющих энергии и направления поляризации излучения оптического квантового генератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

11) 4804 5-2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Свез Советскию

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.11.72 (21) 1843321/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.75, Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 25.08.75 (51) М. Кл. б 01j 5 00 государстеенный комитет

Соаета Министров СССР по делам ноооретений и открытий (53) УДК 536.521.2 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В, М. Кузьмичев и Ю. М. Латынин

Харьковский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. А. М. Горького (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОЛЯРИЗАЦИОННЬ1Х СОСТАВЛЯЮЩИХ

ЭНЕРГИИ И НАПРАВЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ

ОПТИЧЕСКОГО КВАНТОВОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к технике измерений поляризационных характеристик интенсивных потоков электромагнитного излучения квантовых генераторов оптического и инфракрасного диапазонов длин волн.

Известны измерители поляризационных характеристик электромагнитного излучения, в которых используются металлические решетки с диаметром нитей меньше длины волны падающего излучения, а для индикации используются болометрические свойства проволочек.

При таких диаметрах проволочек невозможно создать прибор с апертурой в несколько десятков сантиметров из-за низкой механической прочности.

При измерении в импульсном режиме ограничен верхний уровень измеряемых энергий за счет малой теплоемкости единицы длины проволоки.

Целью изобретения является создание измерителя поляризационных составляющих энергии и направления поляризации излучения оптического квантового генератора (азимута поляризации), который обладал бы большой входной апертурой и имел бы значительно более высокую плотность измеряемых энергий.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве приемного элемента используются две проволочные болометрические решетки с большим периодом по отношению к длине волны излучения, у которых металлические нити (проволочки) одной решетки перпендикулярны к нитям другой решетки. Каждая решетка имеет свой выход, и диаметр нитей значительно больше длины волны падающего излучения (нити решеток имеют круглое поперечное сечение).

На чертеже представлена схема устройства.

Она содержит двойную болометрическую решетку 1, источник питания Е, дополнительные сопротивления R> и R к каждой решетке, переходные конденсаторы Ci и Се и импульсные вольтметры U> и U>.

Металлические нити каждой решетки соединены последовательно и между собой электрического контакта не имеют. Материал ни29 тей обладает хорошим температурным коэффициентом сопротивления. Сопротивление каждой решетки значительно больше нагрузочных сопротивлений.

Устройство работает следующим образом.

25 Излучение импульсного оптического квантового генератора (ОКГ) проходит через решетку, и малая часть энергии пучка поглощается металлическими нитями решетки. Поглощаемая энергия приводит и нагреву нитей

30 и изменению сопротивления каждой решетки.

460452

Учитывая выбранное соотношение сопротивлений, изменения сопротивлений болометров вызывают соответствующие изменения напряжений на них, которые регистрируют импульсными вольтметрами U< и Uq.

Если нити решеток имеют диаметр, значительно превышающий длину волны излучения, то поглощение излучения с направлением поляризации электрического поля, перпендикулярное оси нитей (р — составляющая), будет больше, чем для излучения с,направлением поляризации электрического поля, параллельное оси проволочек (s — составляющая), что вызывается различными зависимостями коэффициентов отражения от угла падения в пределах от 0 до st.

Интегрирование поглощенной энергии по углам падения в указанных пределах происходит на цилиндрических поверхностях нитей.

Зная поляризационные чувствительности решеток У(„и К, и измеряя импульсные напряжения, легко можно найти энергетические составляющие Е= и Е, и определить угол направления поляризации электрического поля.

Для оптического и близкого инфракрасного диапазона необходимо брать проволочки диаметром 30 — 50 мкм, что,позволяет легко изготовить решетки с входной апертурой в несколько десятков сантиметров.

Теплоемкость единицы длины проволочки увеличивается квадратично от ее диаметра, а поверхность, принимающая излучение, увеличивается от диаметра линейно. Так как температура нагрева обратно пропорциональна теплоемкости и прямо пропорциональна выделившейся энергии при импульсных измерениях, то критическая плотность оптической энергии, вызывающая плавление проволочки, линейно возрастает с увеличением диаметра проволочек.

Взаимодействие оптического излучения проволочек с диаметром, значительно больше длины волны излучения, принципиально отличается от взаимодействия с проволочками, у которых .диаметр значительно меньше длины волны излучения. B первом случае чувствительность решетки к перпендикулярной составляющей больше, чем к параллельной, во втором, наоборот.

Если необходимо измерить поляризационные энергетические составляющие и угол направления поляризации плоской электромаг10 нитной волны с равномерным распределением плотности энергии, то можно использовать только две болометрические проволочки, расположенные перпендикулярно друг к другу и направлению распространения волны.

15 Аналогичное устройство можно использовать для определения поляризационных характеристик непрерывного излучения ОКГ, соответственно изменив схему индикации.

Решетка в устройстве необходима для из20 мерения пучков излучения ОКГ, где возможно неравномерное распределение плотности энергии по поперечному сечению, пучка, а решетка выполняет функцию интегрирования в сечении пучка, что значительно уменьшает по25 грешность измерений.

П р едм ет изобретения

Измеритель поляризационных составляюз0 щих энергии и направления поляризации излучения оптического квантового генератора, содержащий приемный элемент и схемы измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения верхнего предела уровня плотноЗ5 сти измеряемых энергий, увеличения входной апертуры, приемный элемент выполнен в виде двойной болометрической решетки из металлических нитей круглого сечения, радиус которых больше длины волны измеряемого излу40 чения, причем направления нитей одной решетки ортогональны нитям другой решетки, и обе решетки включены в две идентичные и независимые схемы измерения.

460452

Составитель В. Афонькин

Редактор Е. Семанова Техред Е, Борисова Корректор О. Тюрина

Заказ 1855/6 Изд. № 1343 Тираж 740 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2