Устройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения

Устройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

<щ861970 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19. 11. 79 (21) 2840587/18-25

t (51)М. Кл.з

G 01 S 5/02 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Государственный комитет ссс р но делам изобретений и открытий

Опубликовано 0709.81. Бюллетень М9 Зз

Дата опубликования описания 0 7. 09 . 81 (53) УДК 536.521 (088.8) (71) Заявитель

Институт физики АН Украинской CCP (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОГЕРЕНТНОГО ОПТИЧЕСКОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области оптико-физических измерений в части определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения.

Известно устройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения, а именно, распределения интенсивности, содержащее сканирующую диафрагму, приемник излучения н индикатор f1).

Недостатком этого устройства является неполная информация о характеристиках исследуемого излучения 15 за счет потери информации о фазовом распределении в пучке при сканировании.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для оп- 20 ределения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения, содержащее сканирующую диафрагму, выполненную в виде непрозрачного экрана с отверстием и жестко связанную с приемниками излучения, которые подключены к суммирующему н вычитающему усилителям, при этом выходы последних подключены к делнтельному устройству, .а выход 30 делнтельного устройства подключен через интегрирующий усилитель к одному индикатору и выход суммирующего усилителя к другому индикатору (2 1.

Недостатком этого устройства является ограниченное пространственное разрешение, определяемое размером диафрагмы ст Ъ 50 Лi где л. — длина волны исследуемого излучения.

Для улучшения пространственного разрешения устройства необходимо уменьшить размер диафрагьы, что приводит к увеличению дифракционной расходимости части излучения, прошедшего через диафрагму, и вызывает необходимость соответственного увеличения размеров приемников излучения.

Для проведения точных ивмерений положения диаграммы направленности с помощью плоских приемников необходимо изготавливать эти приемники с очень большими размерами приемной площадки и равномерной угловой чувствительностью, что является технически невозможным.

Однако имеется необходимость в улучшении пространственного разрешения до величин, соизмеримых с длиной волны. При достатрчно малой диафрагме, соизмеримой с длиной волны

861970 исследуемого излучения, дифракционная расходимость может достичь 180

При этом, по крайней мере, при размерах диафрагмы cl 0,1 Л излучение, прошедшее через диафрагму, сохраняет максимум в диаграмме направленности, по которому можно судить о направлении распределения излучения.

Цель изобретение — повышение пространственного разрешения в опре- делении фазовых характеристик синхронно с энергетическими.

Цель достигается тем, что в устройстве для определения простран,ственно-временных характеристик когерентного оптического излучения соI

15 держащем сканирующую диафрагму, выполненную в виде непрозрачного экрана с отверстием и жестко связанную с приемниками излучения, которые подключены к суммирующему и вычитающему усилителям, при этом выходы послед-20 них подключены к делительному устройству, а выход делительного устройства подключен через интегрирующий у илитель к одному индикатору и выход суммирующего усилителя к другому 25 индикатору, приемники излучения выполнены в виде симметричных половин полусферы из пироактивного материала, содержащей общий внутренний электрод, покрытый чернью, и два наружных, разделенных щелью, а полусферу замыкает плоский металлический экран с симметричной по отношению к полусфере диафрагмой, который электрически соединен с общим электродом, причем с внутренней стороны экран покрыт чернью.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 — схематическое изображение приемника излучения.

Устройство содержит приемники 40 излучения 1, 2. Приемник 1 подключен к согласующему каскаду 3, а приемник

2 — к согласующему каскаду 4. Сигналы с согласующих каскадов подаются на входы суммирующего 5 и вычитаю- ф щего 6 усилителя, а их выходы подключены к делительному устройству 7.

Выход последнего через интегрирующий усилитель 8 подключен к индикатору 9. Выход суммирующего усили- у0 теля параллельно подключен к другому индикатору 10.

Приемники излучения 1,2 выполнены в виде двух симметричных половин полусферы 11 из пироактивного материала. Приемники имеют общий метаЛлический электрод 12, который напылен на внутреннюю поверхность полусферы и покрыт поглощающим покрытием 13. На наружную поверхность полусферы нанесены два одинаковых 40 металлических электрода 14, разделенных узкой щелью 15 и служат вторыми электродами приемников 1 и 2. Полусферу 11 замыкает плоский металлический экран 16 с симметричной по Я отношению к полусфере 11 диафрагмой

17, размеры которой соизмеримы с длиной волны исследуемого излучения.

Экран 16 покрыт поглошающим покрытием 18 и соединен с общим внутренним электродом 12.

Устройство работает следующим образом. При сканированием"перпендикулярно направлению пучка W часть излучения, прошедшего через диафрагму 17, попадает на приемники 1 и 2 .

Величина угла между нормалями к волновому фронту и к траектории сканирования определяет соотношение интенсивностей излучения, попадающих на приемные площадки каждого из приемников. Таким образом, информация о фазовом распределении, заложенная в величине угла между нормалями, регистрируется по разности потоков излучения на площадках приемников для каждой точки траектории сканирования.

Снимаемые с приемников электрические сигналы подаются на входы суммирующего и вычитающего усилителей, а их выходы подключены к делительному

1 устройству. Выход последнего через

1 интегрирующий усилитель подключен к одному из индикаторов, который определяет функцию распределения фазы вдоль траектории сканирования, нормированную по интенсивности лазерного лучка для исключения погрешностей из-за флуктуации источника излучения.

Выход суммирующего усилителя параллельно подключен к другому индикатору, который определяет функцию распределения интенсивности (энергии или мощности) вдоль той же траектории сканирования.

Устройство позволяет повысить пространственное разрешение в определении фазовых характеристик синхронно с энергетическими с т< чностью, близкой к предельно возможной. Оно может быть использовано в создании эталонных средств измерения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения.

Формула изобретения

Устройство для определения пространственно-временных характеристик когерентного оптического излучения, содержащее сканирующую диафрагму, выполненную в виде непрозрачного экрана с отверстием и жестко связанную с приемниками излучения, которые подключены к суммирующему и вычитающему усилителям, при этом выходы последних подключены к делительному устройству, а выход делительного устройства подключен через интегрирующий усилитель к одному индикатору и выход суммирующего усилителя к другому индикатору, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

861970

Составитель Н. Дроздова

Техред A. Ач Корректор Н. Швыдкая

Редактор Н. Тимонина

Заказ 6531/35

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4 повышения пространственного разрешения в определении фазовых характеристик синхронно с энергетическими, приемники излучения выполнены в виде двух симметричных половин полусферы из пироактивного материала, .содержащей общий внутренний электрод, покрытый чернью, и два наружных, разделенных щелью, а полусферу замыкает плоский металлический экран с симметричной по отношению к полусфере диафрагмой, который электрически соединен с общим электродом, причем с внутренней стороны экран покрыт чернью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Миямото Т., Ясуура K. "Измерение параметров и расходимости лазерного пучка", "Кюсю эайгаку когаку сюхо", т. 41, с. 692-697.

2. Авторское свидетельство СССР

9 692467, кл. Н 01 5 3/ОЭ, 1979 (прототип).