Часть полного текста документа: Лазерное излучение характеризуется некоторыми особенностями : 1 - широкий спектральный (&=0.2..1 мкм) и динамический (120..200 дБ); 2 - малая длительность импульсов (до 0.1 нс); 3 - высокая плотность мощности (до 1e+9 Вт/см^2) энергии; 1. Измерение энергетических параметров и характеристик лазерного излучения 1.1 Измерение мощности и энергии лазерного излучения. Энергия[Дж] - энергия,переносимая лазерным излучением - W Мощность [Вт] - энергия, переносимая лазерным излучением в единицу времени - P Средства измерения содержат : 1) ПИП - приемник (первичный) измерительный преобразователь 2) Измерительное устройство 3) Регулирующее или отсчетное устройство В ПИП энергия преобразуется в тепловую или механическую или в электрический сигнал ПИП делятся на два типа : поглощающего и проходного В ПИП поглощающего типа, поступая на вход энергия лазерного излучения почти полностью поглощается и рассеивается в нем. В ПИП проходящего типа рассеивается лишь поступившей на вход энергии излучения, а большая часть излучения проходит через преобразователь и может быть использована для требуемых целей. Измерительное устройство включает преобразовательные элементы и измерительную цепь. Их назначение - преобразование выхходного сигнала ПИП в сигнал, подаваемый на отсчетное устройство. Отсчетное или регистрирующее устройство служит для считывания или регистрации значения измеряемой величины. 1.1.1 Тепловой метод Сущность метода состоит в том, что энергия излучения при взаимодействии с веществом ПИП превращается в тепловую энергию, которая впоследствии измеряется. Для измерения тепловой энергии, выделяющейся в ПИП, обычно используют: -термоэлектрический эффект Зеебека (возникновение тепловой ЭДС между нагретыми и холодными спаяными проводниками из двух разных металлов или проводников ); -боллометрический эффект (явлении изменения сопротивления металла или полупроводника при изменении температуры); -фазовые переходы "твердое тело-жидкость" (лед-вода); -эффект линейного или обьемного расширения веществ при нагревании ; Необходимо отметить, что все тепловые ПИП в принципе являются калориметрами . К достоинствам калориферов относятся : -широкий спектральный и динамический диапазон работы; -высокая линейность ,точность ,стабильность характеристик; -простота конструкции ; Тепловой поток : Ф=Gt (Tk -To ), где Gt - тепловая проводимость; Rt/1=1/Gt - тепловое сопротивление. Уравнение теплового равновесия имеет вид: dT(t) T(t) P(t)=C*----- + ---- , где P(t) - мощность, рассеиваемая в dT Rt калориметре; C - теплоемкость; T=Tk-To Если в ПИП чувствительным элементом является термометрическое сопротивление, которое непосредственно воспринимает оптическое излучение и в нем присутствует приемный элемент, то такой ПИП называется болометром. Принцип работы пироэлектрических ПИП основан на использовании пироэлектрического эффекта, наблюдаемого у ряда нецентросимметричных кристаллов при их облучении и проявляющегося в возникновении зарядов на гранях кристалла перпендикулярных особенной полярной оси. Если изготовить небольшой конденсатор и между его обкладками поместить пироэлектрик, то изменения температуры, обусловленное поглощением излучения, будут проявляться в виде изменения заряда этого конденсатора и могут быть зарегестрированы. Выходной сигнал пироэлектрических ПИП пропорционален скорости изменения среднего прироста температуры (d T/dt) чувствительного элемента. ............ |