Измерение характеристик отдельных оптических импульсов или их последовательностей – G01J 11/00

Способ относится к исследованию однократных быстропротекающих физических процессов, сопровождаемых световым и инфракрасным излучением, в частности формированием импульсов света длительностью около 0,2 мкс, количество которых может достигать величины порядка 10. В способе измерения интервалов времени между импульсами излучения каждый из импульсов, формируемых исследуемым объектом, вводят в соответствующий световод, противоположные концы световодов располагают в виде матрицы, ее изображение с помощью оптической системы, включающей вращающееся зеркало, перемещают по фоточувствительной поверхности фотоприемника, на которой фиксируют световые отметки. Определяют интервалы времени между отметками как частное от деления расстояний между ними на скорость развертки изображения, при этом интервалы времени разбивают на две части: первую, общую для всех интервалов (время задержки Т_зад), величина которой на 1 мкс меньше времени развития исследуемого процесса, полученного расчетным путем, и вторую, требующую измерения для каждого интервала T_ik, где i, k - номера столбца и строки изображения световода в матрице. В момент Т_зад формируют, передают с помощью световодов в угловые точки матрицы и фиксируют с помощью цифрового регистратора световой сигнал, задержанный по отношению к пусковому на заданную величину, фиксируют в том же кадре импульсы излучения из световодов на завершающей стадии процесса и метки времени, формируемые с заданной частотой, используя координаты угловых точек матрицы световодов, а также зная количество столбцов m и строк n в ней, расчетным путем определяют координаты всех световодов в момент Т_зад, определяют разность координат Х_iк вдоль направления развертки изображения для каждого из световодов в момент излучения ими световых импульсов и в момент Т_зад, при этом применяют регистратор на основе ПЗС-матрицы, в качестве координат световых отметок принимают координаты пиксела в изображении световода, накопившего максимальный заряд, с помощью меток времени определяют скорость развертки изображения, находят интервалы Т_iк как частное от деления соответствующей разности координат на скорость развертки, определяют искомые интервалы времени Т_iк как сумму интервалов Т_зад+ Т_iк. Технический результат заключается в обеспечении уменьшения погрешности измерений. 3 ил., 1 табл.

Устройство для измерения физической величины с локальным разрешением, содержащее средства формирования первого электрического сигнала (6) с первой частотой и второго электрического сигнала (7) со второй частотой, отличающейся от первой на величину разностной частоты, источник оптического излучения для формирования оптического сигнала, который модулируется первой частотой и может взаимодействовать с объектом измерения, в результате чего может быть модифицирован; смеситель (11), который может смешивать полученный на основе оптического сигнала электрический сигнал (10) со вторым сигналом (7), ЦАП (13) для оцифровывания по меньшей мере одного смешанного сигнала (12) и, в частности, выполненные в виде системы DDS (3) средства формирования третьего электрического сигнала (8) с третьей частотой, причем третья частота соответствует разностной частоте или превышает ее в несколько раз, при этом ЦАП (13) может сканировать смешанный сигнал (12) для его оцифровывания с третьей частотой. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области изучения оптического импульсного излучения, в частности к измерению временных параметров оптических импульсов. Источниками импульсного излучения могут быть любые быстропротекающие процессы естественного или искусственного происхождения, сопровождающиеся световой вспышкой. Устройство, наряду с электронно-оптической камерой, состоящей из объектива, электронно-оптического преобразователя с щелевой разверткой изображения и системы записи и обработки изображения, содержит так называемый калибровочный канал, включающий расположенные вдоль оптической оси импульсный лазер, систему выделения одиночного импульса, интерферометр Фабри-Перо для формирования цуга эквидистантных оптических импульсов. Система записи изображения представляет собой твердотельный матричный приемник изображения, подключенный к компьютеру, который имеет программу коррекции коэффициента развертки электронно-оптической камеры, основанную на его сравнении с длительностью временных интервалов между импульсами в цуге. Изобретение позволяет проводить высокоточные измерения временных характеристик импульсного оптического излучения в нано-пикосекундном диапазоне. 3 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения энергии солнечного излучения, падающего на стены и кровлю здания, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда. Измерения ведут непрерывно в отношении каждой стены и кровли здания и регистрируют через 5-10 секунд в течение всего периода наблюдений, а величину энергии солнечного излучения определяют по формуле q=1000*V*k, где V - напряжение пиранометра, мВ; k - коэффициент данного пиранометра, Вт/м²*мВ. Суммируют значения энергии солнечного излучения по каждой стене и кровле здания и получают величину солнечного излучения, падающего на всю поверхность здания. Устройство выполнено в виде крестовины из 6 трубок, закрепленных в центре под утлом 90° друг к другу, причем четыре трубки расположены в горизонтальной плоскости с закрепленными на концах пиранометрами, а пятая с пиранометром на конце - вертикально. Изобретение позволяет повысить точность измерения энергии солнечного излучения, падающего на здания. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Измеритель мощности излучения импульсных оптических квантовых генераторов содержит двухлучевой интерферометр Рождественского с двумя глухими и двумя полупрозрачными зеркалами. В первой его оптической ветви - сигнальной последовательно установлены магнитооптическая ячейка Коттона-Мутона и скрещенный николь, а во второй - опорной последовательно установлены фазовая пластина, фотометрический клин и полуволновая пластина. С входом интерферометра Рождественского через поляроид связан одночастотный одномодовый оптический квантовый генератор непрерывного действия. Излучение измеряемого импульсного оптического квантового генератора через четвертьволновую пластину и диафрагму облучает магнитооптическую ячейку Коттона-Мутона в направлении, перпендикулярном распространению в ней лазерного излучения от одночастотного одномодового оптического квантового генератора непрерывного действия. Выход интерферометра Рождественского связан с входом гомодинного фотодетектора на соединении «кадмий-ртуть-теллур», охлаждаемом жидким азотом, электрический выход которого подключен к входу спектроанализатора. Технический результат заключается в обеспечении линейной оценки мощности ультракоротких и мощных импульсов лазерного излучения оптических квантовых генераторов, работающих в режимах с модулируемой добротностью или синхронизации мод. 1 ил.

Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к устройствам для преобразования импульсного оптического излучения в импульсный электрический сигнал. Оно может быть использовано для регистрации оптического излучения, а также для построения углоизмерительных устройств. Оптоэлектрический преобразователь состоит из подложки, проводящей пленки и двух проводящих параллельных электродов, имеющих электрический контакт с поверхностью пленки. Отличительной особенностью является то, что проводящая пленка оптоэлектрического преобразователя выполнена в виде толстопленочного резистора на основе серебра и палладия. Технический результат - повышение стойкости преобразователя к механическим и оптическим воздействиям. 3 ил.

Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к устройствам для преобразования импульсного оптического излучения в импульсный электрический сигнал соответствующей длительности и формы, и может быть использовано для регистрации формы импульса оптического излучения и измерения его мощности, а также для получения одиночных или серии ультракоротких электрических импульсов. Фотоприемник состоит из подложки, нанографитной пленки, выполненной из нанокристаллитов графита, базовые плоскости которых наклонены к поверхности подложки и преимущественно однонаправлены, и двух параллельных электродов, имеющих с ней электрический контакт. Электроды могут быть расположены параллельно преимущественному направлению ребер двугранных углов, образованных плоскостью подложки и базовыми плоскостями кристаллитов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оптике и может быть использовано для измерения амплитудно-фазовой структуры сверхкоротких световых импульсов фемтосекундного диапазона как излучаемых лазерами, так и любой другой природы. Способ заключается в том, что регистрируют интегральные по времени пространственные распределения не менее чем в двух плоскостях спектрального прибора, которые находятся на различных расстояниях от плоскости формирования спектра. Затем проводят обработку полученных данных, состоящую в том, что в распределениях, полученных вне плоскости формирования спектра, устраняют смазывание, возникающее вследствие движения светового пятна, имеющего ограниченные размеры, в направлении дисперсии по плоскости регистрации за время существования импульса. В результате в соответствующей плоскости получают мгновенное распределение интенсивности, по которому определяют пространственную амплитудно-фазовую структуру полученного пространственного распределения интенсивности сигнала в плоскости формирования спектра. Техническим результатом является упрощение аппаратурной реализации. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к оптике, точнее к нелинейной фемтосекундной оптике, и может быть использовано для измерения поля ультракоротких световых импульсов. Сущность способа заключается в том, что сначала создают две копии исследуемого импульса, направляют их на нелинейный кристалл, обеспечивающий одновременную генерацию излучения второй гармоники одного из импульсов и излучения суммарной частоты от обеих копий, и регистрируют распределение интенсивности, возникающее при интерференции пучка второй гармоники исследуемого импульса и пучка суммарной частоты. Измеряют одномерное распределение интенсивности и определяют временную зависимость поля импульса с помощью итерационных алгоритмов, имеющих наглядное нулевое приближение, что дает возможность для наблюдения поля импульса в режиме осциллографа при минимальной загрузке вычислительной системы. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Импульсный детектор с согласованной матрицей детектирования содержит коллимированный световой пучок, освещающий ячейку Брегга, возбуждаемую входным сигналом, содержащим импульсы различной модуляции, и пространственно-модулирующую коллимированный световой пучок. Бинарная оптическая пластина мультиплицирует изображение ячейки Брегга на непрозрачной пластине, содержащей множество щелей, каждая из которых имеет заданную длину. Оптическая система линз формирует пространственное преобразование Фурье распределения света, в результате чего интенсивность света в фокальной плоскости оптической системы линз пропорциональна энергетической спектральной плотности распределения света в щелях непрозрачной пластины. Детектор/процессор фокальной плоскости, содержащий детекторную матрицу, реагирует на интенсивность воспринимаемого детекторной матрицей света, обрабатывает аналоговые выходные сигналы и преобразует их в команды начальной настройки для детектирования и определения характеристик импульсов во входном сигнале и генерирует выходные сигналы. Обеспечивается реализация алгоритма согласованной матрицы детектирования с использованием гибридного оптического, электрического аналогового и цифрового процессора. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к устройствам для преобразования импульсного оптического излучения в импульсный электрический сигнал соответствующей длительности и формы. Оно может быть использовано для создания одиночных или серии ультракоротких электрических импульсов, регистрации формы импульса оптического излучения, измерения мощности оптического излучения. Оптоэлектронное устройство для генерации ультракоротких электрических импульсов и регистрации формы импульсов оптического излучения содержит источник света ультракоротких импульсов, преобразователь света в электрический сигнал, два электрода, расположенных на поверхности преобразователя света и имеющих с ним электрический контакт. Преобразователь света выполнен в виде пленки углеродного материала, обладающего свойством оптического выпрямления. Поверхность пленки расположена наклонно к падающему пучку от источника света. Оптоэлектронное устройство дополнительно снабжено устройством для измерения амплитуды, формы и длительности импульсов электрического напряжения. Преобразователь света может быть выполнен в виде пленки, нанесенной на подложку с электропроводностью, существенно более низкой, чем электропроводность материала пленки. Электроды могут быть выполнены в виде линейных электрических проводников, расположенных параллельно друг другу и перпендикулярно к плоскости падения света, в частности между углеродной пленкой и подложкой. Возможно дополнительное снабжение устройства оптическим устройством для преобразования излучения источника ультракоротких импульсов в линейно поляризованное излучение в плоскости, перпендикулярной к плоскости пленки, и размещенное между источником и преобразователем света, и расширителем пучка, размещенным между источником ультракоротких импульсов и преобразователем света. Техническим результатом является упрощение устройства и повышение эффективности преобразования. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.