RU2270983C1 - Device for researching optical parameters of emission object - Google Patents

Abstract

FIELD: measuring equipment engineering.

SUBSTANCE: device has researched and standard emission sources, and monochrome device with photo-receiver attached thereto. Device has super-speed photo-registrar, symmetrically positioned relatively to both emission sources, while standard source is made with adjustable emission power and known distribution of emission by spectrum, and device additionally has semi-transparent mirror for possibility of simultaneous direction of light flow from standard source to photo-registrar and monochromic device and lens for passing light stream from researched source along the same way.

EFFECT: improved spatial-temporal resolution.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области физической электроники и оптического приборостроения. Наиболее эффективно может быть использовано для исследования оптических характеристик импульсного пробоя газов.The invention relates to the field of physical electronics and optical instrumentation. It can be most effectively used to study the optical characteristics of pulsed gas breakdown.

Известен способ для определения спектральных характеристик излучающего объекта (патент № 2193167, 20.11.2002 г. Омаров О.А., Эльдаров Ш.Ш., Рамазанова А.А.).There is a method for determining the spectral characteristics of a radiating object (patent No. 2193167, November 20, 2002 Omarov OA, Eldarov Sh.Sh., Ramazanova AA).

Способ содержит оптический и индуктивный каналы связи, позволяющие расширить диапазон измеряемых оптических параметров.The method contains optical and inductive communication channels, allowing to expand the range of measured optical parameters.

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.The disadvantages of the method are: the inability to determine differential optical parameters, such as brightness, luminosity of the source, etc., due to the lack of registration of optical patterns of the radiation source and the inability to control the radiation intensity of the reference source within certain limits, which does not allow to establish a unique relationship between the values of the incident light flow and directly measured signal.

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.Of the known devices, the closest in technical essence is a device for measuring the ratio of the intensity of two light fluxes (patent No. 1227688, 1966, Germany, IPC G-01j, publ. In No. 43 (2710)). This device contains a common photodetector, to which two successive light fluxes are periodically supplied. The magnitude of the signals taken from the photodetector determines the ratio of the intensities of the two light fluxes.

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.A disadvantage of the known design “Devices for measuring the ratio of intensities” is the impossibility of simultaneously calibrating and calibrating the registration and measuring path due to the unknown distribution of energy over the radiation spectrum of the reference source, which helps to reduce the accuracy of the determined ratio.

Другим недостатком известной конструкции является то, что определение интенсивностей световых потоков не разрешается во времени, что не позволяет исследовать изменение во времени определяемого соотношения.Another disadvantage of the known design is that the determination of the intensities of the light flux is not allowed in time, which does not allow to study the change in time of the determined ratio.

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.The objective of the present invention is to study the time variations of both integral (full luminous flux, light intensity of a source) and differential (brightness, luminosity) optical parameters with simultaneous calibration and calibration of the registration-measuring path.

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).The technical result consists in the simultaneous registration of optical patterns of the emitting object and radiation spectra with high spatial-temporal resolution and provides increased accuracy in the study of optical parameters. This is achieved by the fact that: along with the radiation source under study, a reference source is used with a power that is adjustable within certain limits and with a known energy distribution over the radiation spectrum. At the same time, photographic registration of the radiation object is carried out using an ultra-high-speed photographic recorder (SFR).

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.A device for studying the optical parameters of the radiation object, containing the studied and reference radiation sources and a monochromator with a photodetector attached to it, characterized in that the device contains an ultra-fast photographic recorder symmetrically located relative to both radiation sources, while the reference source is made with adjustable radiation power and with known distribution over the spectrum of radiation, and the device provides a translucent mirror for the possibility of simultaneous the luminous flux from the reference source to the photorecorder and monochromator, and the lens for the passage of the light flux from the source under study along the same path.

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.The figure 1 shows a General view of the device, where 1 is the reference radiation source, 2 is the lens, 3 is a translucent mirror, 4 is the lens, 5 is the entrance slit of an ultra-high-speed photo recorder, 6 is the lens, 7 is the slit of the monochromator, 8 is the photodetector, 9 is electronic oscilloscope, 10 - investigated radiation source, 11 - lens.

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.The device operates as follows: the light flux from the reference emitter (1) using a lens (2) and a translucent mirror (3), as well as lenses (4) and (6), is simultaneously directed to an ultra-high-speed photo recorder (5) and a monochromator (7) with attached to it by a photodetector (8), the signal from which is fed to an electronic oscilloscope (9). For comparison, the light flux from the studied source (10) using the lens (11) goes the same way.

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.The figure 2 presents the optical patterns and pulses of radiation captured using the described device, both for the reference (a) and studied (b) radiation sources. The spatial resolution is about 10 ^-4 m, and the time resolution is 10 ^-8 s. With such accuracy, it is possible to study the optical parameters of the radiation object.

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.The proposed device for studying the optical parameters of the radiation object, in comparison with the best samples of similar equipment, allows one to study the temporal dynamics of both differential and integral optical parameters of the emitting object without the use of special additional devices.

Устройство позволяет также определить спектральный состав излучения, распределение энергии в спектре излучения.The device also allows you to determine the spectral composition of the radiation, the energy distribution in the radiation spectrum.

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.The implementation of the device in the manner described above ensures the accuracy and reliability of the study of optical parameters. As a result of this, it becomes possible to build radiation sources with a given spectral composition and high efficiency radiation.

Claims (1)

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.A device for studying the optical parameters of the radiation object, containing the studied and reference radiation sources and a monochromator with a photodetector attached to it, characterized in that the device contains an ultra-fast photographic recorder symmetrically located relative to both radiation sources, while the reference source is made with adjustable radiation power and with known distribution over the spectrum of radiation, and the device provides a translucent mirror for the possibility of simultaneous direction the luminous flux from the reference source to the photorecorder and monochromator, and a lens for the passage of the light flux from the source under study along the same path.

Images