устройство для исследования оптических параметров объекта излучения

Формула изобретения

Устройство для исследования оптических параметров объекта излучения, содержащее исследуемый и эталонный источники излучения и монохроматор с приставленным к нему фотоприемником, отличающееся тем, что устройство содержит сверхскоростной фоторегистратор, симметрично расположенный относительно обоих источников излучения, при этом эталонный источник выполнен с регулируемой мощностью излучения и с известным распределением по спектру излучения, и в устройстве предусмотрены полупрозрачное зеркало для возможности одновременного направления светового потока от эталонного источника на фоторегистратор и монохроматор, и линза для прохождения светового потока от исследуемого источника по тому же пути.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области физической электроники и оптического приборостроения. Наиболее эффективно может быть использовано для исследования оптических характеристик импульсного пробоя газов.

Известен способ для определения спектральных характеристик излучающего объекта (патент № 2193167, 20.11.2002 г. Омаров О.А., Эльдаров Ш.Ш., Рамазанова А.А.).

Способ содержит оптический и индуктивный каналы связи, позволяющие расширить диапазон измеряемых оптических параметров.

Недостатками способа являются: невозможность определения дифференциальных оптических параметров, таких как яркость, светимость источника и т.д., вследствие отсутствия регистрации оптических картин источника излучения и невозможность регулирования интенсивности излучения эталонного источника в известных пределах, что не позволяет установить однозначную связь между величинами падающего светового потока и непосредственно измеряемого сигнала.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения соотношения интенсивности двух световых потоков (патент № 1227688, 1966 г. ФРГ, МПК G-01j, опубл. в № 43(2710)). Это устройство содержит общий фотоприемник, к которому периодически подводятся два последовательных световых потока. По величине сигналов, снимаемых с фотоприемника, определяют соотношение интенсивностей двух световых потоков.

Недостатком известной конструкции «Устройства для измерения соотношения интенсивностей» является невозможность осуществления одновременной градуировки и калибровки регистрационно-измерительного тракта ввиду неизвестности распределения энергии по спектру излучения эталонного источника, что способствует уменьшению точности определяемого соотношения.

Другим недостатком известной конструкции является то, что определение интенсивностей световых потоков не разрешается во времени, что не позволяет исследовать изменение во времени определяемого соотношения.

Задача настоящего изобретения в исследовании изменения во времени как интегральных (полный световой поток, сила света источника), так и дифференциальных (яркость, светимость) оптических параметров с одновременной градуировкой и калибровкой регистрационно-измерительного тракта.

Технический результат состоит в одновременной регистрации оптических картин излучающего объекта и спектров излучения с высоким пространственно-временным разрешением и обеспечивает повышение точности исследования оптических параметров. Это достигается тем, что: наряду с исследуемым источником излучения используется эталонный источник с регулируемой в известных пределах мощностью и с известным распределением энергии по спектру излучения. Одновременно осуществляется фоторегистрация объекта излучения при помощи сверхскоростного фоторегистратора (СФР).

Устройство для исследования оптических параметров объекта излучения, содержащее исследуемый и эталонный источники излучения и монохроматор с приставленными к нему фотоприемником, отличающееся тем, что устройство содержит сверхскоростной фоторегистратор, симметрично расположенный относительно обоих источников излучения, при этом эталонный источник выполнен с регулируемой мощностью излучения и с известным распределением по спектру излучения, и в устройстве предусмотрены полупрозрачное зеркало для возможности одновременного направления светового потока от эталонного источника на фоторегистратор и монохроматор, и линза для прохождения светового потока от исследуемого источника по тому же пути.

На фигуре 1 представлен общий вид устройства, где 1 - эталонный источник излучения, 2 - линза, 3 - полупрозрачное зеркало, 4 - линза, 5 - входная щель сверхскоростного фоторегистратора, 6 - линза, 7 - щель монохроматора, 8 - фотоприемник, 9 - электронный осциллограф, 10 - исследуемый источник излучения, 11 - линза.

Устройство работает следующим образом: световой поток от эталонного излучателя (1) при помощи линзы (2) и полупрозрачного зеркала (3), а также линз (4) и (6) одновременно направляется на сверхскоростной фоторегистратор (5) и монохроматор (7) с приставленным к нему фотоприемником (8), сигнал с которого подается на электронный осциллограф (9). Для сравнения световой поток от исследуемого источника (10) при помощи линзы (11) проходит тот же путь.

На фигуре 2 представлены оптические картины и импульсы излучения, снятые при помощи описанного устройства, как для эталонного (а), так и исследуемого (б) источников излучения. Пространственное разрешение составляет порядка 10 ^-4 м, а временное разрешение 10^-8 с. С такой точностью удается исследовать оптические параметры объекта излучения.

Предложенное устройство для исследования оптических параметров объекта излучения, по сравнению с лучшими образцами аналогичного оборудования позволяет с большей точностью без использования специальных дополнительных устройств исследовать временную динамику как дифференциальных, так и интегральных оптических параметров излучающего объекта.

Устройство позволяет также определить спектральный состав излучения, распределение энергии в спектре излучения.

Выполнение устройства описанным выше образом обеспечивает точность и надежность исследования оптических параметров. Вследствие этого становится возможным построение источников излучения с заданным спектральным составом и высоким к.п.д. излучения.