FR2830935A1 - Thermoelectric laser pulse energy measurement unit has high strength margin absorber - Google Patents

Thermoelectric laser pulse energy measurement unit has high strength margin absorber Download PDF

Info

Publication number
FR2830935A1
FR2830935A1 FR0113251A FR0113251A FR2830935A1 FR 2830935 A1 FR2830935 A1 FR 2830935A1 FR 0113251 A FR0113251 A FR 0113251A FR 0113251 A FR0113251 A FR 0113251A FR 2830935 A1 FR2830935 A1 FR 2830935A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
laser pulse
energy
heat
value
absorbent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0113251A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2830935B1 (en
Inventor
Jean Louis Duvent
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
Original Assignee
Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA filed Critical Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
Priority to FR0113251A priority Critical patent/FR2830935B1/en
Publication of FR2830935A1 publication Critical patent/FR2830935A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2830935B1 publication Critical patent/FR2830935B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00Measuring quantity of heat
    • G01K17/003Measuring quantity of heat for measuring the power of light beams, e.g. laser beams

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

A thermoelectric laser pulse energy measurement unit (1) has high strength margin (3A, 3B) first and separate (4A, 4B) thermoresistive nickel track supporting glass and ceramic absorbing sheets monitored by a Wheatstone bridge circuit (7) between thermally insulating (26) and conducting walls (25).

Description

<Desc/Clms Page number 1> <Desc / Clms Page number 1>

La présente invention concerne un dispositif de mesure thermoélectrique de l'énergie d'une impulsion laser, à haute énergie.  The present invention relates to a device for thermoelectric measurement of the energy of a laser pulse, at high energy.

Dans le cadre de la présente invention, on entend par haute énergie une énergie d'impulsion laser pouvant atteindre plusieurs centaines de kilo-Joules.  In the context of the present invention, high energy is understood to mean a laser pulse energy of up to several hundred kilo-Joules.

Les dispositifs de mesure utilisés pour mesurer de telles énergies (élevées) doivent donc présenter une haute tenue au flux. Plus précisément, les dispositifs considérés dans le cadre de la présente invention doivent présenter une tenue à la densité surfacique de flux supérieure à une dizaine de Joules/cm2.  The measuring devices used to measure such (high) energies must therefore have a high flow resistance. More specifically, the devices considered in the context of the present invention must have a resistance to the surface flux density greater than ten Joules / cm2.

On sait que, généralement, les dispositifs de mesure d'énergie connus ne mesurent pas directement l'énergie du flux laser, mais sa puissance, et en déduisent l'énergie au moyen d'une intégration temporelle, en tenant compte du fait que l'énergie d'un signal est égale à l'intégrale tem- porelle de la puissance d'icelui.  It is known that, generally, known energy measurement devices do not directly measure the energy of the laser flux, but its power, and deduce the energy by means of a time integration, taking into account the fact that l The energy of a signal is equal to the time integral of the power of it.

De façon connue, les dispositifs de mesure de puissance comportent généralement : - un élément en forme de plaque qui est sensible au flux thermique le tra- versant et qui est muni à cet effet d'éléments qui détectent une tempé- rature différentielle, tels qu'un thermocouple par exemple ; - un matériau absorbant le flux incident, qui recouvre la face avant desti- née à être soumise à une illumination laser, dudit élément en forme de plaque ; et - des moyens contrôlables pour appliquer une puissance électrique sur la face arrière de ladite plaque, opposée à celle portant ledit matériau absorbant.  In known manner, the power measurement devices generally comprise: a plate-shaped element which is sensitive to the thermal flow passing through it and which is provided for this purpose with elements which detect a differential temperature, such as 'a thermocouple for example; - a material absorbing the incident flux, which covers the front face intended to be subjected to laser illumination, of said plate-shaped element; and - controllable means for applying electrical power to the rear face of said plate, opposite to that carrying said absorbent material.

<Desc/Clms Page number 2> <Desc / Clms Page number 2>

Lors d'une illumination dudit dispositif de mesure, on fait varier la puissance électrique appliquée sur la face arrière, jusqu'à obtenir un régime thermique permanent correspondant à un flux thermique nul dans ladite plaque. On déduit alors la puissance du flux laser incident qui est supposée être égale à la puissance électrique appliquée sur la plaque, lors de l'obtention dudit régime thermique permanent.  During illumination of said measuring device, the electrical power applied to the rear face is varied, until a permanent thermal regime corresponding to zero thermal flux in said plate is obtained. The power of the incident laser flux is then deduced, which is assumed to be equal to the electric power applied to the plate, when said permanent thermal regime is obtained.

Les dispositifs connus du type précité présentent de nombreux inconvénients.  Known devices of the aforementioned type have many drawbacks.

Notamment, l'absorption d'énergie par ledit matériau absorbant, généralement un"verre", provoque un échauffement proportionnel au taux linéique d'absorption dudit matériau. Pour limiter cet échauffement, il convient donc de choisir un verre présentant un taux linéique d'absorption réduit, ce qui nécessite toutefois de prendre un matériau présentant une épaisseur importante, pour obtenir une absorption suffisante.  In particular, the absorption of energy by said absorbent material, generally a "glass", causes heating proportional to the linear rate of absorption of said material. To limit this heating, it is therefore advisable to choose a glass having a reduced linear absorption rate, which however requires taking a material having a large thickness, in order to obtain sufficient absorption.

Or, une épaisseur importante entraîne d'autres inconvénients, en particulier une augmentation du temps de mesure et du temps de traversée de la plaque par l'énergie (ou le signal) thermique.  However, a large thickness leads to other drawbacks, in particular an increase in the measurement time and the time of passage of the plate by thermal energy (or signal).

Par conséquent, le signal sur la face arrière est retardé temporel- lement et diminué en amplitude. La propagation thermique étant ainsi temporellement longue, des fluctuations thermiques ambiantes se manifestent au niveau du détecteur thermique et il en résulte une perturbation qui est généralement importante, d'autant plus que le signal thermique utile est fortement atténué.  Consequently, the signal on the rear panel is delayed in time and decreased in amplitude. The thermal propagation being thus temporally long, ambient thermal fluctuations appear at the level of the thermal detector and this results in a disturbance which is generally significant, all the more since the useful thermal signal is strongly attenuated.

Par ailleurs, le matériau absorbant subit un choc thermomécanique qui l'amène à vibrer, les vibrations étant d'autant plus importantes que le matériau absorbant est mince et l'échauffement est important, ce qui perturbe bien entendu également les mesures.  Furthermore, the absorbent material undergoes a thermomechanical shock which causes it to vibrate, the vibrations being all the greater the thinner the absorbent material and the heating is important, which of course also disturbs the measurements.

La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. Elle concerne un dispositif présentant une haute tenue au flux et  The object of the present invention is to remedy these drawbacks. It relates to a device having a high resistance to flow and

<Desc/Clms Page number 3><Desc / Clms Page number 3>

permettant de mesurer directement, de façon précise et rapide, l'énergie d'une impulsion laser à haute énergie.  enabling direct, precise and rapid measurement of the energy of a high energy laser pulse.

A cet effet, selon l'invention, ledit dispositif de mesure de l'énergie d'une impulsion laser, à haute énergie, est remarquable en ce qu'il comporte, dans le sens de propagation d'une impulsion laser illuminant ledit dispositif : - des moyens d'atténuation d'impulsion laser, comprenant au moins deux lames absorbantes, dont la première, dans ledit sens de propagation, présente des caractéristiques physico-chimiques telles que le rapport entre, d'une part, la contrainte interne maximale (en N. m-2) susceptible d'être engendrée lors d'une illumination dudit dispositif de mesure et, d'autre part, la contrainte de rupture (en N. m-2) est inférieur ou égal à une première valeur prédéterminée, qui est de préférence au plus approximativement égale à 0,2, lesdits moyens d'atténuation présen- tant de plus une épaisseur inférieure ou égale à une seconde valeur pré- déterminée ; et - des moyens de détection thermoélectrique séparés desdits moyens d'atténuation et comprenant : . au moins un élément thermorésistif présentant une résistance électri- que variable, dont la valeur est représentative, lors d'une illumination du dispositif de mesure par une impulsion laser, de l'énergie de cette dernière ; et . des moyens pour évaluer, lors d'une illumination, la valeur de ladite résistance électrique et en déduire l'énergie de ladite impulsion laser, représentant l'énergie mesurée.  To this end, according to the invention, said device for measuring the energy of a laser pulse, at high energy, is remarkable in that it comprises, in the direction of propagation of a laser pulse illuminating said device: - laser pulse attenuation means, comprising at least two absorbent plates, the first of which, in said direction of propagation, has physicochemical characteristics such as the ratio between, on the one hand, the maximum internal stress ( in N. m-2) capable of being generated during illumination of said measuring device and, on the other hand, the breaking stress (in N. m-2) is less than or equal to a first predetermined value, which is preferably at most approximately equal to 0.2, said attenuation means moreover having a thickness less than or equal to a second predetermined value; and - thermoelectric detection means separate from said attenuation means and comprising:. at least one thermoresistive element having a variable electrical resistance, the value of which is representative, when the measurement device is illuminated by a laser pulse, of the energy of the latter; and. means for evaluating, during an illumination, the value of said electrical resistance and deducing therefrom the energy of said laser pulse, representing the energy measured.

Ainsi, grâce à l'invention, ledit dispositif permet : - de mesurer directement l'énergie d'une impulsion laser, à haute éner- gie ;  Thus, thanks to the invention, said device makes it possible: - to measure directly the energy of a laser pulse, with high energy;

<Desc/Clms Page number 4><Desc / Clms Page number 4>

- d'obtenir une tenue au flux élevée, en raison des caractéristiques physico-chimiques particulières des moyens d'atténuation, et en parti- culier, de ladite première lame absorbante ; - d'obtenir une durée de mesure réduite, notamment en raison de l'épais- seur limitée des moyens d'atténuation, qui est de préférence inférieure ou égale à 30 mm environ, et du mode de détection thermoélectrique prévu ; et - de réaliser des mesures précises, en raison dudit mode de détection thermoélectrique, qui est précisé ci-dessous.  - Obtain a high flow resistance, due to the specific physicochemical characteristics of the attenuation means, and in particular, of said first absorbent strip; - to obtain a reduced measurement time, in particular due to the limited thickness of the attenuation means, which is preferably less than or equal to about 30 mm, and the thermoelectric detection mode provided; and - to carry out precise measurements, because of said thermoelectric detection mode, which is specified below.

Dans un premier mode de réalisation, les lames absorbantes des moyens d'atténuation sont réalisées en verre, par exemple un verre "Schott NG12"d'épaisseur 20 mm pour la première lame absorbante et un verre"Schott NG11"d'épaisseur 10 mm pour une seconde lame absorbante.  In a first embodiment, the absorbent strips of the attenuation means are made of glass, for example a "Schott NG12" glass 20 mm thick for the first absorbent strip and a "Schott NG11" glass 10 mm thick for a second absorbent strip.

En outre, dans un second mode de réalisation préféré, ladite première lame absorbante est réalisée en céramique, par exemple d'épaisseur 10 mm, et les moyens d'atténuation comportent au moins une seconde lame réalisée en verre, de préférence en verre"Schott NG5"d'épaisseur 5

Figure img00040001

mm. In addition, in a second preferred embodiment, said first absorbent strip is made of ceramic, for example 10 mm thick, and the attenuation means comprise at least one second strip made of glass, preferably "Schott" glass NG5 "thickness 5
Figure img00040001

mm.

Ainsi, grâce à l'utilisation de la lame en céramique, l'élévation de température est réduite et la contrainte thermomécanique est très faible sur la face avant de ladite lame. Dans ce cas, la première valeur prédéterminée peut être beaucoup plus réduite que la valeur (0,2) précitée.  Thus, thanks to the use of the ceramic blade, the temperature rise is reduced and the thermomechanical stress is very low on the front face of said blade. In this case, the first predetermined value can be much smaller than the above value (0.2).

Par ailleurs, avantageusement, ledit élément thermorésistif est réalisé sous forme d'une piste résistive, de préférence en nickel, déposée sur un support inerte, c'est-à-dire un support qui est réalisé dans une matière (par exemple vitrocéramique) peu sensible aux conditions qui lui sont imposées (échauffement, vibrations, dilatation,...) afin de ne pas perturber la détection.  Furthermore, advantageously, said thermoresistive element is produced in the form of a resistive track, preferably made of nickel, deposited on an inert support, that is to say a support which is made of a material (for example glass-ceramic) little sensitive to the conditions imposed on it (overheating, vibrations, expansion, etc.) so as not to disturb detection.

<Desc/Clms Page number 5> <Desc / Clms Page number 5>

En outre, le dispositif conforme à l'invention est pourvu, de façon avantageuse, d'un logement séparé pour recevoir lesdits moyens d'évaluation de la valeur de la résistance électrique et ledit logement comprend une première paroi en regard de l'élément thermorésistif, qui est réalisée en un matériau thermiquement isolant, et une seconde paroi opposée à ladite première paroi et réalisée en un matériau thermiquement conducteur, ce qui permet d'évacuer efficacement la chaleur engendrée par le fonctionnement desdits moyens d'évaluation, sans pour autant perturber thermiquement l'élément thermorésistif et donc sans perturber les mesures.  In addition, the device according to the invention is advantageously provided with a separate housing for receiving said means for evaluating the value of the electrical resistance and said housing comprises a first wall facing the heat-resistant element. , which is made of a thermally insulating material, and a second wall opposite to said first wall and made of a thermally conductive material, which makes it possible to efficiently dissipate the heat generated by the operation of said evaluation means, without disturbing thermally the thermoresistive element and therefore without disturbing the measurements.

De préférence, lesdits moyens d'évaluation de la résistance électrique de l'élément thermorésistif comportent un système de traitement électronique pourvu d'un pont de Wheatstone, dans lequel est intégré ledit élément thermorésistif.  Preferably, said means for evaluating the electrical resistance of the heat-resistant element comprise an electronic processing system provided with a Wheatstone bridge, in which said heat-resistant element is integrated.

Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.  The figures of the appended drawing will make it clear how the invention can be implemented. In these figures, identical references designate similar elements.

La figure 1 illustre schématiquement en coupe un dispositif de mesure conforme à l'invention.  Figure 1 schematically illustrates in section a measuring device according to the invention.

Les figures 2 et 3 représentent des graphiques qui montrent les valeurs de caractéristiques mécaniques et thermiques, concernant les moyens d'atténuation, selon l'épaisseur de ces derniers, respectivement pour deux modes de réalisation différents.  FIGS. 2 and 3 represent graphs which show the values of mechanical and thermal characteristics, concerning the attenuation means, according to the thickness of the latter, respectively for two different embodiments.

La figure 4 est une vue schématique et partielle, en coupe, d'une structure de détection thermoélectrique conforme à l'invention.  Figure 4 is a schematic and partial view, in section, of a thermoelectric detection structure according to the invention.

La figure 5 est une vue partielle de dessus de la structure de la figure 4.  FIG. 5 is a partial top view of the structure of FIG. 4.

La figure 6 illustre schématiquement un système de traitement électronique associé à un élément thermorésistif conforme à l'invention.  FIG. 6 schematically illustrates an electronic processing system associated with a heat-resistant element according to the invention.

<Desc/Clms Page number 6> <Desc / Clms Page number 6>

Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématiquement sur la figure 1 est destiné à la mesure de l'énergie d'une impulsion laser, illustrée par des flèches EO, à haute énergie.  The device 1 according to the invention and shown diagrammatically in FIG. 1 is intended for measuring the energy of a laser pulse, illustrated by arrows EO, at high energy.

Selon l'invention, ledit dispositif 1 comporte dans le sens de propagation d'une impulsion laser EO illuminant ledit dispositif 1 : - des moyens 2 d'atténuation d'impulsion laser, comportant au moins deux lames absorbantes 3A, 3B et 4A, 4B précisées ci-dessous et réali- sant une atténuation, comme illustré par des flèches E1 (relativement aux flèches EO) ; - une structure 5 comportant au moins un élément thermorésistif 6 pré- sentant une résistance électrique variable, dont la valeur est représenta- tive, lors d'une illumination du dispositif de mesure 1 par une impulsion laser, de l'énergie de cette dernière ; et - des moyens électroniques 7 étalonnés de façon connue, pour évaluer lors d'une telle illumination la valeur de ladite résistance électrique et en déduire l'énergie de ladite impulsion laser, représentant l'énergie mesu- rée.  According to the invention, said device 1 comprises, in the direction of propagation of an EO laser pulse illuminating said device 1: - means 2 for laser pulse attenuation, comprising at least two absorbing plates 3A, 3B and 4A, 4B specified below and performing attenuation, as illustrated by arrows E1 (relative to arrows EO); a structure 5 comprising at least one thermoresistive element 6 having a variable electrical resistance, the value of which is representative, when the measurement device 1 is illuminated by a laser pulse, of the energy of the latter; and electronic means 7 calibrated in a known manner, to evaluate the value of said electrical resistance during such illumination and to deduce therefrom the energy of said laser pulse, representing the measured energy.

De plus, selon l'invention : - la première lame absorbante 3A, 3B dans le sens de propagation d'une impulsion laser EO à mesurer, présente des caractéristiques physico- chimiques telles que le rapport R=a/P entre, d'une part, la contrainte interne maximale a (en N. m-2) susceptible d'être engendrée lors d'une illumination dudit dispositif de mesure 1 et, d'autre part, la contrainte de rupture P (en N. m-2) est inférieur ou égal à une première valeur pré- déterminée R1, R2 ; et - lesdits moyens d'atténuation 2 présentent, de plus, une épaisseur infé- rieure ou égale à une seconde valeur prédéterminée d 1, d2.  In addition, according to the invention: - the first absorbing plate 3A, 3B in the direction of propagation of a laser pulse EO to be measured, has physicochemical characteristics such as the ratio R = a / P between, of firstly, the maximum internal stress a (in N. m-2) capable of being generated during illumination of said measuring device 1 and, secondly, the breaking stress P (in N. m-2) is less than or equal to a first predetermined value R1, R2; and - said attenuation means 2 also have a thickness less than or equal to a second predetermined value d 1, d2.

Dans un premier mode de réalisation représenté sur la figure 2 :  In a first embodiment shown in FIG. 2:

<Desc/Clms Page number 7><Desc / Clms Page number 7>

- la première lame d'absorption 3A présente une épaisseur e1 et la se- conde lame 4A une épaisseur e2. De préférence, la lame 3A est réalisée en un verre "Schott NG12" et la lame 4A en un verre"Schott NG11"et les épaisseurs e 1 et e2 valent respectivement 20 et 10 millimètres (d 1 = 30 mm) ;

Figure img00070001

- le rapport R de la lame 3A est inférieur ou égal à la valeur R1 telle que, de préférence : R1 =0,2 ;
Figure img00070002

- l'élévation de température AT sur la face avant de la lame absorbante 2 3A, pour une densité surfacique de flux de 1 J/cm2, est inférieure à 20
K. - The first absorption blade 3A has a thickness e1 and the second blade 4A has a thickness e2. Preferably, the blade 3A is made of a "Schott NG12" glass and the blade 4A of a "Schott NG11" glass and the thicknesses e 1 and e2 are respectively 20 and 10 millimeters (d 1 = 30 mm);
Figure img00070001

- The ratio R of the blade 3A is less than or equal to the value R1 such that, preferably: R1 = 0.2;
Figure img00070002

- the temperature rise AT on the front face of the absorbent plate 2 3A, for a surface flux density of 1 J / cm2, is less than 20
K.

Par ailleurs, dans un second mode de réalisation préféré et représenté sur la figure 3 : - la première lame d'absorption 3B est réalisée en une céramique qui est un mélange hétérogène de matière vitreuse et de matière cristalline (par exemple vitrocéramique) et présente une épaisseur e3, de préférence égale à 10 millimètres ; - la lame 48 est réalisée en verre, de préférence en un verre"Schott
NG5"d'épaisseur e4 égale à 5 millimètres (d2 = 15 mm) ; - le rapport R de la lame 3A est inférieur ou égal à R2 = 0,01 ; et - l'élévation de température AT sur la face avant de la lame absorbante
3B est inférieure ou égale à 30K, pour une densité surfacique de

Figure img00070003

2 1 J/cm2. Furthermore, in a second preferred embodiment and shown in FIG. 3: - the first absorption blade 3B is made of a ceramic which is a heterogeneous mixture of vitreous material and crystalline material (for example vitroceramic) and has a thickness e3, preferably equal to 10 millimeters; - the blade 48 is made of glass, preferably a "Schott" glass
NG5 "of thickness e4 equal to 5 millimeters (d2 = 15 mm); - the ratio R of the blade 3A is less than or equal to R2 = 0.01; and - the temperature rise AT on the front face of the absorbent blade
3B is less than or equal to 30K, for a surface density of
Figure img00070003

2 1 J / cm2.

En outre, par rapport à la lame 3A de la figure 2, la lame 3B pré- sente un coefficient de dilatation très faible de sorte que la contrainte thermomécanique en face avant est très réduite. In addition, compared to the strip 3A of FIG. 2, the strip 3B has a very low coefficient of expansion so that the thermomechanical stress on the front face is very reduced.

Par ailleurs, les moyens d'atténuation 2 sont montés sur un support souple 2A, dont la raideur est déterminée, de façon connue, de ma-  Furthermore, the attenuation means 2 are mounted on a flexible support 2A, the stiffness of which is determined, in a known manner,

<Desc/Clms Page number 8><Desc / Clms Page number 8>

nière à amortir les chocs thermomécaniques susceptibles d'apparaître lors des mesures.  to absorb the thermomechanical shocks that may appear during the measurements.

En outre, comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, l'élément thermorésistif 6 est déposé sur une plaque de support 8 sous forme d'une piste thermorésistive qui présente, par exemple, une épaisseur de 1 pm environ et une résistance de l'ordre de 100 à 1000 ohms.  In addition, as can be seen in FIGS. 4 and 5, the heat-resistant element 6 is deposited on a support plate 8 in the form of a heat-resistant track which has, for example, a thickness of approximately 1 μm and a resistance in the range of 100 to 1000 ohms.

A cet effet, une couche d'accrochage 9, de préférence en titane et d'épaisseur 10 nm environ, est prévue entre la piste thermorésistive 6 et la plaque de support 8 qui est inerte et est réalisée, par exemple, en un matériau vitrocéramique.  For this purpose, a bonding layer 9, preferably made of titanium and about 10 nm thick, is provided between the heat-resistant track 6 and the support plate 8 which is inert and is made, for example, of a glass-ceramic material. .

L'élément thermorésistif 6 est réalisé de préférence en nickel, ce métal présentant de bonnes qualités de résistance physico-chimique et un coefficient thermorésistif élevé. Bien entendu, les caractéristiques thermiques de cet élément thermorésistif 6 sont déterminées de manière à obtenir une élévation de température compatible avec la tenue mécanique du dispositif 1.  The thermoresistive element 6 is preferably made of nickel, this metal having good physicochemical resistance qualities and a high thermoresistive coefficient. Of course, the thermal characteristics of this thermoresistive element 6 are determined so as to obtain a temperature rise compatible with the mechanical strength of the device 1.

Quant aux moyens d'évaluation 7, ils comportent, dans un mode de réalisation préféré, un circuit électronique 11 représenté sur la figure 6 et comprenant : - un générateur de tension 12, à fréquence fo élevée par rapport aux phénomènes thermiques apparaissant hors de l'illumination du dispositif de mesure 1 par une impulsion laser. A titre d'exemple, la fréquence fo est égale à environ 5 kHz ; - un pont de Wheatstone 13 alimenté par le générateur de tension 12 et comportant trois résistances 14 à 16 à valeurs fixes et une résistance variable représentant ledit élément thermorésistif 6 ; - un amplificateur différentiel 17 relié à la sortie dudit pont de
Wheatstone 13 ;
As for the evaluation means 7, they comprise, in a preferred embodiment, an electronic circuit 11 shown in FIG. 6 and comprising: - a voltage generator 12, at a frequency fo high compared to the thermal phenomena appearing outside the illumination of the measuring device 1 by a laser pulse. For example, the frequency fo is approximately 5 kHz; - A Wheatstone bridge 13 supplied by the voltage generator 12 and comprising three resistors 14 to 16 with fixed values and a variable resistance representing said thermoresistive element 6; - a differential amplifier 17 connected to the output of said bridge
Wheatstone 13;

<Desc/Clms Page number 9><Desc / Clms Page number 9>

- un filtre passe-bande 18 réalisant un filtrage de type passe-bande, de valeur Af ge 100 Hz, autour de la fréquence fo ; - des moyens 19 de détection synchronisée avec la fréquence fo, comme illustré par une flèche 20 ; - un filtre passe-bande 21 réalisant un filtrage de type passe-bande, de valeur Af 100 Hz, autour de la fréquence nulle ; et - un convertisseur analogique-numérique 22 susceptible de transmettre par une liaison 23 un signal représentatif de la valeur mesurée de l'énergie d'une impulsion laser qui a illuminé le dispositif 1.  a bandpass filter 18 carrying out a bandpass type filtering, with a value of 100 Hz, around the frequency fo; - Detection means 19 synchronized with the frequency fo, as illustrated by an arrow 20; a bandpass filter 21 carrying out a bandpass type filtering, of value Af 100 Hz, around the zero frequency; and an analog-digital converter 22 capable of transmitting via a link 23 a signal representative of the measured value of the energy of a laser pulse which has illuminated the device 1.

Cette liaison 23 peut être reliée à un dispositif utilisateur non représenté, par exemple un moyen d'affichage.  This link 23 can be connected to a user device not shown, for example a display means.

Par ailleurs, lesdits moyens d'évaluation 7 sont logés dans un logement 24 prévu dans la partie arrière du dispositif de mesure 1, comme représenté schématiquement sur la figure 1.  Furthermore, said evaluation means 7 are housed in a housing 24 provided in the rear part of the measuring device 1, as shown diagrammatically in FIG. 1.

Ce logement 24 comprend notamment : - une paroi arrière 25 réalisée en un matériau thermiquement conducteur, pour évacuer le dégagement thermique produit par le fonctionnement des circuits électroniques des moyens d'évaluation 7 ; et - une paroi avant 26, réalisée en un matériau thermiquement isolant, pour éviter que ledit dégagement thermique ne perturbe le comportement de l'élément thermorésistif 6 et les mesures du dispositif 1.  This housing 24 comprises in particular: - a rear wall 25 made of a thermally conductive material, for evacuating the thermal release produced by the operation of the electronic circuits of the evaluation means 7; and - a front wall 26, made of a thermally insulating material, to prevent said thermal release from disturbing the behavior of the heat-resistant element 6 and the measurements of the device 1.

De préférence, le dispositif 1 est entouré au moins partiellement d'un boîtier réalisé également en un matériau thermiquement conducteur.  Preferably, the device 1 is surrounded at least partially by a housing also made of a thermally conductive material.

Ainsi, grâce à l'invention, le dispositif 1 présente en plus des avantages précités : - une durée de transmission de la mesure réduite, de l'ordre de 2 minu- tes ; - une tenue au flux élevée ; et  Thus, thanks to the invention, the device 1 has, in addition to the aforementioned advantages: - a reduced measurement transmission time, of the order of 2 minutes; - high flow resistance; and

<Desc/Clms Page number 10><Desc / Clms Page number 10>

- l'avantage de mesurer directement l'énergie de l'impulsion laser inci- dente. - the advantage of directly measuring the energy of the incident laser pulse.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de l'énergie d'une impulsion laser, à haute énergie, caractérisé en ce qu'il comporte, dans le sens de propagation d'une impulsion laser illuminant ledit dispositif : - des moyens (2) d'atténuation d'impulsion laser, comprenant au moins deux lames absorbantes (3A, 3B ; 4A, 4B), dont la première (3A, 3B), dans ledit sens de propagation, présente des caractéristiques physico- chimiques telles que le rapport entre, d'une part, la contrainte interne maximale susceptible d'être engendrée lors d'une illumination dudit dis- positif de mesure (1) et, d'autre part, la contrainte de rupture est infé- rieur ou égal à une première valeur prédéterminée, lesdits moyens d'at- ténuation (2) présentant de plus une épaisseur (dl, d2) inférieure ou égale à une seconde valeur prédéterminée ; et - des moyens de détection thermoélectrique séparés desdits moyens d'atténuation (2) et comprenant : . au moins un élément thermorésistif (6) présentant une résistance électrique variable, dont la valeur est représentative, lors d'une illu- mination du dispositif de mesure (1) par une impulsion laser, de l'énergie de cette dernière ; et . des moyens (7) pour évaluer, lors d'une illumination, la valeur de la- dite résistance électrique et en déduire l'énergie de ladite impulsion laser, représentant l'énergie mesurée. 1. A device for measuring the energy of a laser pulse, at high energy, characterized in that it comprises, in the direction of propagation of a laser pulse illuminating said device: - means (2) for attenuation pulse laser, comprising at least two absorbent plates (3A, 3B; 4A, 4B), the first of which (3A, 3B), in said propagation direction, has physicochemical characteristics such as the ratio between, on the one hand, the maximum internal stress likely to be generated during illumination of said measurement device (1) and, on the other hand, the breaking stress is less than or equal to a first predetermined value, said attenuation means (2) further having a thickness (dl, d2) less than or equal to a second predetermined value; and - thermoelectric detection means separate from said attenuation means (2) and comprising:. at least one thermoresistive element (6) having a variable electrical resistance, the value of which is representative, during an illumination of the measurement device (1) by a laser pulse, of the energy of the latter; and. means (7) for evaluating, during an illumination, the value of said electrical resistance and deducing therefrom the energy of said laser pulse, representing the energy measured. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde valeur est approximativement égale à 30 mm.  2. Device according to claim 1, characterized in that said second value is approximately equal to 30 mm. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite première valeur est au plus approximativement égale à 0,2.  3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that said first value is at most approximately equal to 0.2. <Desc/Clms Page number 12> <Desc / Clms Page number 12> 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les lames absorbantes (3A, 4A) des moyens d'atténuation (2) sont réalisées en verre.  4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the absorbent strips (3A, 4A) of the attenuation means (2) are made of glass. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite première lame absorbante (3B) est réalisée en céramique, et en ce que lesdits moyens d'atténuation (2) comportent au moins une seconde lame absorbante (4B) réalisée en verre.  5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that said first absorbent blade (3B) is made of ceramic, and in that said attenuation means (2) comprise at least a second absorbent blade (4B ) made of glass. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit élément thermorésistif (6) est réalisé sous forme d'une piste résistive déposée sur un support (8).  6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said thermoresistive element (6) is produced in the form of a resistive track deposited on a support (8). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit élément thermorésistif (6) est réalisé en nickel.  7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said heat-resistant element (6) is made of nickel. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un logement séparé (24) pour recevoir lesdits moyens (7) d'évaluation de la résistance électrique de l'élément thermorésistif (6) et en ce que ledit logement (24) comprend une première paroi (26) en regard de l'élément thermorésistif (6), qui est réalisée en un matériau thermiquement isolant, et une seconde paroi (25) opposée à ladite première paroi (26) et réalisée en un matériau thermiquement conducteur.  8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is provided with a separate housing (24) for receiving said means (7) for evaluating the electrical resistance of the heat-resistant element ( 6) and in that said housing (24) comprises a first wall (26) facing the heat-resistant element (6), which is made of a thermally insulating material, and a second wall (25) opposite to said first wall (26) and made of a thermally conductive material. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens (7) d'évaluation de la résistance électrique de l'élément thermorésistif (6) comportent un système de traitement électronique (11) pourvu d'un pont de Wheastone (13), dans lequel est intégré ledit élément thermorésistif (6). 9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said means (7) for evaluating the electrical resistance of the heat-resistant element (6) comprise an electronic processing system (11) provided with a Wheastone bridge (13), in which said heat-resistant element (6) is integrated.
FR0113251A 2001-10-15 2001-10-15 THERMOELECTRIC MEASUREMENT DEVICE FOR HIGH-ENERGY LASER PULSE ENERGY Expired - Fee Related FR2830935B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0113251A FR2830935B1 (en) 2001-10-15 2001-10-15 THERMOELECTRIC MEASUREMENT DEVICE FOR HIGH-ENERGY LASER PULSE ENERGY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0113251A FR2830935B1 (en) 2001-10-15 2001-10-15 THERMOELECTRIC MEASUREMENT DEVICE FOR HIGH-ENERGY LASER PULSE ENERGY

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2830935A1 true FR2830935A1 (en) 2003-04-18
FR2830935B1 FR2830935B1 (en) 2004-03-12

Family

ID=8868287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0113251A Expired - Fee Related FR2830935B1 (en) 2001-10-15 2001-10-15 THERMOELECTRIC MEASUREMENT DEVICE FOR HIGH-ENERGY LASER PULSE ENERGY

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2830935B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811747C1 (en) * 2023-07-03 2024-01-16 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") Method for measuring optical absorption coefficient in object made of transparent material, device and system for its implementation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1934572A1 (en) * 1968-07-10 1970-01-29 Union Carbide Corp Calorimeter for high power laser
US4436437A (en) * 1981-07-27 1984-03-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force High energy single pulse laser calorimeter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1934572A1 (en) * 1968-07-10 1970-01-29 Union Carbide Corp Calorimeter for high power laser
US4436437A (en) * 1981-07-27 1984-03-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force High energy single pulse laser calorimeter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811747C1 (en) * 2023-07-03 2024-01-16 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ИРЭ-Полюс" (ООО НТО "ИРЭ-Полюс") Method for measuring optical absorption coefficient in object made of transparent material, device and system for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
FR2830935B1 (en) 2004-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0559501B1 (en) Non-coated diamond laser window
EP0228333A2 (en) Method and apparatus for measuring the thermal resistance of an element such as a high density integrated circuit fitting
WO2010007266A1 (en) Bolometric detector for detecting electromagnetic waves
FR2462055A1 (en) AUTOTHERMOSTATE HIGH FREQUENCY OSCILLATOR
EP2142916B1 (en) Device for the capacitive measurement of the quality and/or degradation of a fluid, including a capacitive sensor that is mechanically decoupled from the encapsulation element thereof
FR2796718A1 (en) Temperature sensor, for automobile exhaust gases and method of fabrication
EP0231695A1 (en) Quasi-adiabatic calorimeter for measuring the energy transported by a beam
WO2006092518A1 (en) Monochromatic x-ray source and x-ray microscope using one such source
FR2641376A1 (en)
EP1448964B1 (en) Heat flow rate comparator
FR2864233A1 (en) Infrared bolometer e.g. sensor, for e.g. military field, has signal bridge placed between lower and upper substrates to transmit signal from resistor, whose ohmic value varies with infrared heat, of upper substrate to lower substrate
FR2830935A1 (en) Thermoelectric laser pulse energy measurement unit has high strength margin absorber
EP2871457A1 (en) Pressure sensor with electromagnetic resonator
FR2830934A1 (en) Device for measuring the photoelectric energy of a high-energy laser pulse comprises absorption and diffusion elements that allow the pulse energy to be measured directly
FR2472750A1 (en) OXYGEN SENSOR
CA2792664C (en) Device for quantifying the degassing of a piece of equipment arranged in a vacuum chamber
EP1692475A1 (en) Improved radiant-energy-measuring device with two positions
EP0079282B1 (en) Method and device for fast energy measuring, and application to the measuring of the energy produced by a pulse laser
EP3973259A1 (en) Device for emitting and controlling infrared light and gas sensor using such a device
EP0619919A1 (en) Multichip module cooling system
FR2910963A1 (en) Pressure measuring system e.g. microsensor, for use in gas atmosphere, has heating resistor modifying temperature of surface acoustic wave device, and comparator for comparing operating frequency of device with reference frequency
EP0026126A1 (en) Method of measuring a continuous neutron flux and device for carrying out this method
FR3110969A1 (en) BENCH FOR MEASURING THE THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF A SAMPLE OF MATERIAL
WO2004038352A1 (en) Thermal flow comparator comprising an activating circuit
Bonno et al. Thermal diffusivity measurements in glass and Teflon using photopyroelectric signal spectral analysis and correlation techniques

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20110630