Кріокомплекс для атестації оптичних фільтрів та фотоприймачів

Реферат: UA 104700 U UA 104700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель призначена для вирішення завдань атестації на метрологічному рівні всього комплексу характеристик кріофільтрів та надчутливих кріофотоприймачів надвеликою роздільною здатністю в інтервалі температур 2,5-300 К у видимій і інфрачервоній області спектра випромінювань як для наукових досліджень, так і спеціального призначення у випереджаючих визначальних наукоємних високотехнологічних галузях. Поряд п'ятидесяти попередніх років сформувалася нова наукоємна високотехнологічна кріогенна галузь. Визначне місце в цьому процесі зайняли роботи по дослідженню властивостей фоточутливих матеріалів І відповідних розробок по створенню на їх основі пристроїв, у тому числі фільтрів, фотоприймачів дослідницького та спеціального призначення. Відомо, що експериментальне вимірювання оптичних характеристик при кріогенних температурах є однією з найскладніших проблем фізичного експерименту. Провідними інститутами і фірмами світу створені науково-технічні школи та виробництва. Розроблені та створені у незліченій кількості різноманітні конструкції кріостатів та установок, що наведені у публікаціях та на сайтах, переважно Oxford Instruments, SHI Cryogenics (США-Японія) та інші, а також на Україні на сайтах Інститутів Національної Академії Наук Україні, переважно Донецького фізико-технічного інституту імені О.О.Галкіна, інституту фізики м. Київ та Фізико-технічного інституту низьких температур м. Харків імені Б.І.Веркіна. В сенсі цієї заявки цікаві малогабаритні кріостати з регульованою температурою з захолодженням кріоагентом, подаваним ззовні, з транспортної посудини Дьюара. При всіх перевагах конструкції такого типу залишається досить складна проблема зміни теплого вхідного вікна-фільтра та і зразка шляхом розхолодження та розбірки кріостата. Досить проблемним залишається визначення температури зразка, ідентифікованій по температурі його тримача. Визначальним стало створення кріостатів, оснащених декількома / 2-3 / теплими вхідними вікнами-фільтрами на зовнішньому кожусі та механізмом часткового обертання тримача зі зразком. Це розробки, що представлені як фотографії зовнішнього вигляду на сайтах вище означених фірм. Одночасно на сайті Донецького фізико-технічного інституту НАН України імені О.О.Галкіна представлені "МАЛОГАБАРИТНІ КРІОСТАТИ СЕРІЇ "КПО". Кріостати обладнано механізмом обертання тримача зі зразком, що дозволяє проводити дослідження віддзеркалення зондуючого променя при трьох фіксованих кутах падіння: 12°, 45° І 60°. В проспекті "КРІОСТАТ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ФОТОЧУТЛИВИХ МАТЕРІАЛІВ, ФОТОПРИЙМАЧІВ І ФОТОПРИЙМАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ. КРІОСТАТ ФПУ" наведена детальна схема конструкції кріостата, призначеного для вирішення завдань дослідження характеристик фотоприймачів в діапазоні температур 10-300 К у видимій і інфрачервоній області спектра випромінювань. Кріостат обладнано частково обертаною касетою з декількома фільтрами. Слід відмітити визначальне значення не тільки самої конструкції кріостата, а ще і методики та техніки експерименту. Особливої актуальності проблема забезпечення достовірності результатів вимірювань набуває при порівнянні близьких за параметрами оптичних характеристик як холодних фільтрів, так і фотоприймачів, виготовлених з ідентичних, а ще більш з різних матеріалів із застосуванням східних, а тим більше і різних технологій. В цілому може статися так, що результати вимірювань, отримані в ряді послідовних експериментів на одному кріостаті, а тим більше різними експериментаторами на досить різному обладнанні, взагалі неможливо буде порівняти. У сенсі достовірності результатів експерименту проблеми створюються тим, що, по перше, температура як фільтрів, так і фотоприймачів у послідовних експериментах фактично ідентифікується посередньо по вимірюваній температурі їх тримачів. По друге, це оптичні характеристики теплих вікон та холодних фільтрів, крізь які зондуючий промінь подається на фотоприймач. При прецизійних вимірюваннях не менш важливою стає проблема запобігання зайвому "засвіченню" фотоприймача променем від оточуючих елементів конструкцій. В експериментах такого рівня важливішою стає ще проблема забезпечення високого чистого вакууму безпосередньо в зоні холодних фільтрів та фотоприймачів, що унеможливить випадіння кріоосадів на їх поверхнях. Означені проблеми, зважаючи на вимоги до отримання результатів вимірювань метрологічного рівня, можуть бути вирішені тільки в ідентичних умовах одного експерименту в усьому інтервалі температур і в усьому інтервалі частот зондуючого променя. Згідно з означеним доцільно проаналізувати визначні переваги та недоліки вже вище згаданих розробок, які слід розглядати як аналоги пропонованого кріокомплексу. Це розробки малогабаритних кріостатів, оснащених декількома теплими вхідними вікнами-фільтрами на зовнішньому кожусі та механізмом часткового обертання тримача зі зразком. Аналогічних розробок кріостатів, представлених на сайтах фірм багато, та там наведені тільки фотографії зовнішнього вигляду їх. Змістовно така розробка представлена в авторському свідоцтві СРСР № 1286870, 01.10.1986 р. « Кріостат » Демішев А.Г. та другі. Відповідно, на сайті вже вище 1 UA 104700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 згаданого Донецького фізико-технічного інституту НАН України імені О.О.Галкіна в проспекті "МАЛОГАБАРИТНІ КРІОСТАТИ СЕРІЇ « КПО » наведена детальна схема конструкції кріостатів. Кріостати серії КПО призначені для виміру коефіцієнта перепуску і дзеркального відображення оптичних зразків /дзеркал / при трьох фіксованих кутах падіння зондуючого променя 12, 45 та 60°. Тримач зразка з вбудованим теплообмінником розташовано у вакуумі і забезпечено механізмом обертання. Холодоагент у теплообмінник системи регулювання температури подається по переливному сифону шляхом прокачування вакуумним насосом або продувкою за рахунок надлишкового тиску, створюваного в транспортній посудині Дьюара. На лінії подачі холодоагенту розташовано вбудований кріосорбційний насос. Зміна зразків проводиться шляхом розбирання кріостата. Створено два варіанти, що відрізняються по способу захолодження тримача зразка. Це кріостат КПО-Т, в якому термостатування тримача зразка в інтервалі 3,5-300 К здійснюється продувкою холодоагентом необхідної температури та кріостат КПО-Х, в якому термостатування тримача зразка в інтервалі 10-300 К здійснюється за допомогою гнучкого холодопроводу, сполученого з теплообмінником системи регулювання температури. Як вже відмічено, цим кріостатам притаманна загальна обмеженість функціональних можливостей, бо на зовнішньому кожусі вдається розмістити всього 2-3 теплі вікна-фільтри, тож і зразок може встановлюватись відповідно під кутами 12, 45 та 60°. Доцільно також проаналізувати розробку, представлену на сайті вже згаданого Донецького фізико-технічного інституту НАН України імені О.О.Галкіна у проспекті "КРІОСТАТ ФПУ ». Кріостат ФПУ призначений для вирішення завдань дослідження характеристик фоточутливих матеріалів і фотоприймачів в діапазоні температур 10-300 К у видимій і інфрачервоній області спектра випромінювань. Тримач ФПУ розташовано у вакуумі та термостатується посередньо холодопроводу, з'єднаному з теплообмінником системи регулювання його температури. Холодоагент у теплообмінник, оснащений вбудованим нагрівачем, подається по переливному сифону шляхом прокачування вакуумним насосом або продувкою за рахунок надлишкового тиску, створюваного в транспортній посудині Дьюара. Для забезпечення можливості проведення вимірювань у широкому спектральному діапазоні в умовах одного експерименту кріостат обладнано двома фільтрами. Перший вхідний, це тепле вікно. Другий холодний, один з комплекту декількох проміжних фільтрів. Проміжні фільтри, різні по діапазону перепуску, розташовані в частково обертаній касеті, завдяки чому вони можуть змінюватись безпосередньо в процесі експерименту. Одночасно температура цих фільтрів також може регулюватись в діапазоні 30-300 К за рахунок зворотного потоку холодоагенту, подаваного з теплообмінника фотоприймача. Високий вакуум в системі, що запобігає випадінню кріоосадів на поверхнях зразка, вікна і фільтрів в процесі експерименту, забезпечується завдяки вбудованому кріосорбційному насосу, охолодженому до гелієвої температури. Зміна вхідного вікна, фільтрів та фотоприймача здійснюється шляхом розбирання кріостата. При всіх перевагах цієї конструкції слід відзначити і її недоліки. По перше. Внаслідок того, що тримач ФПУ не захищений від теплоприпливу з оточуючих конструкцій та ще і термостатується за допомогою холодопроводу, температура його не досягає рівня нижче 10 К. По друге, внаслідок того, що касета з фільтрами не захищена від теплоприпливу з оточуючих конструкцій та ще і термостатується за допомогою холодопроводу, температура її не досягає рівня нижче 30 К. Загалом розробка кріостатів з можливістю часткового обертання касети з фільтрами, або тримача зі зразком значно розширило можливості по дослідженню в ідентичних умовах одного експерименту. Та на сучасному рівні розвитку галузі цього вже замало. Як найближчий аналог пропонованого кріокомплексу доцільно прийняти розробку, представлену в патенті України на корисну модель "КРІОСТАТ ΚΡΙΟ-ФІЛЬТР ФОРОПРИЙМАЧ" № 84158 МПК (2013 01) F25B 29/00 від 10.10.2013р. Демішев А.Г. В загальному сенсі це малогабаритний кріостат з регульованою температурою з тримачем фотоприймача і частково обертаною касетою з фільтрами, змінним теплим вхідним вікном та системою екранів, зібраний в герметичному кожусі. Тримач з фотоприймачем, розташований у вакуумі, виконано з вбудованим пасивним нерегульованим теплообмінником. Холодоагент потрібної температури у цей теплообмінник подається з виходу оснащеного вбудованим нагрівачем теплообмінника системи регулювання температури фотоприймача. В свою чергу холодоагент у цей теплообмінник подається по каналу, що відокремлюється від головного спільного каналу подачі холодоагенту. Тримач з фотоприймачем оточений роз'ємним екраном. Цей екран термостатується за допомогою пасивного нерегульованого теплообмінника зворотним потоком холодоагенту, подаваного з виходу теплообмінника тримача фотоприймача практично при його температурі. Після теплообмінника зворотний потік газу виводиться зовні. 2 UA 104700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Для забезпечення можливості проведення вимірювань характеристик холодних проміжних фільтрів у всьому спектральному діапазоні в умовах одного експерименту кріостат обладнано частково обертаною касетою з власним пасивним теплообмінником. Касета з комплектом проміжних фільтрів розташована на внутрішній поверхні роз'ємного екрана, який одночасно виконує функції термостатування та механічного кріплення з можливістю обертання її. Проміжні фільтри, різні по діапазону перепуску, можуть змінюватися безпосередньо в процесі експерименту. Обертання касети зі змінними фільтрами здійснюється за допомогою механізму з ведучим органом/коромислом. Не бажаний теплоприплив до касети з ведучого органа знімається за допомогою розташованого на екрані теплознімача, одночасно виконуючого і функцію механічного кріплення. Холодоагент необхідної температури у пасивний теплообмінник касети з фільтрами подається з виходу основного теплообмінника з вбудованим нагрівачем системи регулювання його температури. В свою чергу цей екран оточено ще захисним екраном, який термостатується зворотним потоком холодоагенту з пасивного теплообмінника касети. Холодоагент в основний теплообмінник з вбудованим нагрівачем системи регулювання температури касети з фільтрами подається по каналу, що відокремлюється від спільного каналу подачі холодоагенту. Після теплообмінника захисного екрану зворотний потік газу виводиться зовні. Зріджений холодоагент в дві незалежні системи регулювання температури подається по спільному каналу подачі по переливному сифону шляхом прокачування вакуумним насосом або продувкою за рахунок надлишкового тиску, створюваного в транспортній посудині Дьюара. Регулювання частин потоків по каналах, відокремлюваним від спільного потоку та подаваним на теплообмінники перших ступенів, відбувається за рахунок регулювання співвідношення опору їх вихідних каналів. В процесі експерименту високий вакуум в системі, що запобігає випадінню кріоосадів на поверхнях фотоприймача, вікна і фільтрів забезпечується завдяки вбудованому кріосорбційному насосу, охолоджуваного спільним потоком подачі до гелієвої температури. Зміна вхідного вікна, фотоприймача та комплекту фільтрів здійснюється шляхом розгерметизації кріостата та зняття верхньої частини зовнішнього кожуху та верхніх частин роз'ємних екранів. У роботі на кріостаті, у відносно повному обсязі, можлива атестація характеристик тільки проміжних фільтрів. Для цього на кожусі, як вхідне вікно, встановлюється фільтр максимально можливого перепуску у діапазоні зондуючого променя. В касету встановлюються фільтри / поряд 3-5 /, характеристики яких планується атестувати. В тримач встановлюється фотоприймач, який вже має характеристики, прийнятні для планованих цілей. Далі, в процесі експерименту, завдяки можливості зміни фільтрів шляхом обертання касети та незалежного регулювання температури фільтрів та і фотоприймача, проводиться атестація характеристик фільтрів в інтервалі температур 2,5-300К в усьому спектральному діапазоні зондуючого променя. Окремо можлива також і атестація характеристик поодиноких фотоприймачів. Як вхідне вікно також встановлюється фільтр максимально можливого перепуску у діапазоні зондуючого променя. В касету встановлюються фільтри, характеристики яких вже прийнятні для планованих цілей. При потребі в одній з комірок касети може бути встановлена звичайна діафрагма. Далі, в процесі експерименту, завдяки можливості незалежного регулювання температури фотоприймача та фільтрів та зміни фільтрів шляхом часткового обертання касети, проводиться атестація характеристик фотоприймача в інтервалі температур 2,5-300 К в усьому спектральному діапазоні зондуючого променя. Таким чином в аналогу проблема забезпечення достовірності результатів вимірювань, хай тільки частково, все ж вирішена в частині холодних фільтрів. Аналіз параметрів поодиноких фотоприймачів може бути виконано тільки порівнянням характеристик, отриманих в послідовних експериментах, без гарантії ідентичності їх умов. От же, не зважаючи на істотні гідності аналога, на сучасному рівні розвитку випереджаючих наукоємних високотехнологічних галузей цього вже теж замало. Безперечно, що ведучі фірми світу набули неоцінний досвід у визначальних галузях науки та техніки. Слід означити проблему подальшого поліпшення характеристик існуючих та створення нових матеріалів та удосконалення технологій виготовлення холодних фільтрів та надчутливих холодних фотоприймачів з надвеликою роздільною здатністю з підвищеними параметрами та атестації їх характеристик. Важливою є проблема забезпечення ідентичності характеристик фільтрів та фотоприймачів, виготовлених на одному, а тим більш на інших аналогічних виробництвах та ще в різні часи, з застосуванням ідентичних або ще і різних матеріалів та ще і відповідних ідентичних або і різних технологій. Не слід ігнорувати і важливість 3 UA 104700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 оцінки проблеми збереження з часом характеристик фільтрів та фотоприймачів. Розв'язання всього означеного комплексу все більш ускладнюваних проблем такого рівня вже може вирішуватись тільки за рахунок істотного підвищення науково-технічного рівня у створенні матеріалів та удосконаленні технологій виготовлення холодних фільтрів і фотоприймачів та атестації їх характеристик. В основу корисної моделі поставлено задачу створення конструкції кріокомплексу та відповідної техніки експерименту, призначених для вирішення, на основі достовірного визначення порівняльних характеристик, всього комплексу проблем поліпшення характеристик існуючих або створення нових матеріалів та удосконалення технологій виготовлення холодних фільтрів та надчутливих холодних фотоприймачів з надвеликою роздільною здатністю в діапазоні температур 2,5-300 К у видимій і інфрачервоній області спектра випромінювань та атестації їх параметрів на прецизійному метрологічному рівні в умовах одного експерименту. Схема конструкції пропонованого кріокомплексу для атестації оптичних фільтрів та фотоприймачів, призначеного для проведення вимірювань всього комплексу характеристик холодних фільтрів та фотоприймачів в умовах одного експерименту, представлена на фіг. 1. В загальному сенсі це два малогабаритних кріостати з регульованою в інтервалі 2,5-300 К температурою, конструкція яких виконана з функціонально завершених та взаємообумовлених модулів, що разом зібрані в герметичному кожусі. А саме, це модуль касети з повністю обертаним тримачем фотоприймачів, діафрагмою з регульованим отвором зору і власним струмознімачем та пристроями ідентифікації номера відповідного фотоприймача, приводом обертання і власною системою термостатування з екранами та модуль повністю обертаної касети з фільтрами з власним приводом обертання та пристроями ідентифікації номера відповідного фільтра теж з власною системою термостатування з екранами, змінним теплим вхідним вікном. Доцільно особливо зазначити визначні особливості пропонованого кріокомплексу для атестації оптичних фільтрів та фотоприймачів. Цілком природно, що суттєве розширення функціональних можливостей з одночасним підвищенням параметрів до прецизійного метрологічного рівня потребує відповідного ускладнення конструкції і техніки експерименту на ньому. В цьому сенсі: - системи регулювання температури касети тримача з фотоприймачами і касети з фільтрами виконані цілком незалежними; - безпосередньо системи регулювання температури виконані триступінчастими. Перші ступені - це теплообмінники з вбудованими нагрівачами, що призначені для нагріву холодоагенту до заданої температури з потрібною стабільністю. Другі ступені - це пасивні теплообмінники, що призначені безпосередньо для термостатування відповідно фотоприймачів та фільтрів при заданій температурі з відсутністю градієнтів по них. Треті ступені - це теж пасивні теплообмінники, що призначені для підтримки відповідних захисних екранів при температурі, практично аналогічній температурі робочого органа. Відповідно означеному: - касета фотоприймачів виконана з вбудованим пасивним /не регульованим / теплообмінником, вбудованою діафрагмою з регульованим отвором зору, вбудованим повністю обертаним тримачем з фотоприймачами та струмознімачами і пристроями ідентифікації номера відповідного фотоприймача. Конструкцій пристроїв для ідентифікації номера відповідного фотоприймача в тримачі в робочому положенні може бути багато та досить цікавих, та це теж не є предметом цієї заявки, тому тут детально не наведені і не розглядаються. Термостатування касети з тримачем фотоприймачів при заданій температурі забезпечується вбудованим пасивним теплообмінником поз.19 потоком холодоагенту потрібної температури, що подається з оснащеного вбудованим нагрівачем основного теплообмінника поз. 17. Касета оточена роз'ємним захисним екраном поз. 2, що термостатується практично при тій же температурі за допомогою пасивного теплообмінника поз.18 зворотним потоком холодоагенту, подаваного з виходу теплообмінника поз.19 касети фотоприймачів. Разом все гарантує практично відсутність теплоприпливу до касети і перегріву її. Холодоагент в основний теплообмінник поз. 17 системи регулювання температури касети тримача фотоприймачів подається по каналу, що відокремлюється від спільного каналу поз. 15 подачі холодоагенту. Після теплообмінника поз. 18 зворотний потік газу виводиться зовні по каналу поз. 16. Для забезпечення можливості проведення вимірювань у всьому спектральному діапазоні в умовах одного експерименту кріокомплекс обладнаний двома фільтрами. Перший поз. 3 вхідний, теплий. Другий, це один з комплекту проміжних холодних фільтрів поз. 4. Проміжні фільтри розташовані в модулі повністю обертано касети, оснащеної пристроями для ідентифікації 4 UA 104700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 номера відповідного фільтра в робочому положенні. Конструкцій пристроїв для ідентифікації номера відповідного фільтра в касеті в робочому положенні може бути багато та досить цікавих, та це теж не є предметом цієї заявки, тому тут детально не наведені і не розглядаються. Касета поз 5 зі спільним пасивним теплообмінником поз. 6 розташована на внутрішній поверхні власного екрана поз. 7, що разом забезпечує термостатуванням екрана і фільтрів при заданій температурі. Одночасно цей екран захищає касету з фільтрами від теплоприпливу від оточуючих елементів конструкцій, а також забезпечує механічне кріплення касети з можливістю повного обертання її. Холодоагент в основний теплообмінник поз. 12 системи регулювання температури касети, оснащений вбудованим нагрівачем, подається по каналу, що відокремлюється від спільного каналу подачі холодоагента поз. 15. Холодоагент необхідної температури у пасивний теплообмінник поз. 6 касети з фільтрами подається по каналу з виходу теплообмінника поз. 12. Екран касети з фільтрами оточено додатковим рознімним екраном поз. 8, що термостатується практично при тій же температурі за допомогою пасивного теплообмінника поз. 9 зворотним потоком холодоагента, що подається з виходу теплообмінника поз. 6. Після теплообмінника поз. 9 зворотний потік газу виводиться зовні по каналу поз. 14. Повне обертання тримача з фотоприймачами та касети зі змінними фільтрами в будь-якому напрямку здійснюється за допомогою відповідних незалежних механізмів поз. 10 та 11. Конструкцій механізмів обертання тримача з фотоприймачами та і касети зі змінними фільтрами може бути багато та досить цікавих, та це не є предметом цієї заявки, тому тут детально не наведені і не розглядаються. Важливо тільки зазначити наступне. Механізми обертання тримача з фотоприймачами та касети з змінними фільтрами доцільно виконати з електричними приводами, та ще краще з покроковими двигунами. Попереднє відкачування кріостата проводиться за допомогою зовнішнього обладнання. В процесі експерименту високий вакуум в системі, що запобігає випадінню кріоосадів на поверхнях фотоприймачів, вікна та фільтрів, забезпечується завдяки вбудованому кріосорбційному насосу поз. 13, охолодженому спільним потоком подачі до гелієвої температури. Зріджений холодоагент в дві незалежні системи регулювання температуриподається по спільному каналу подачі поз. 15 по переливному сифону шляхом прокачування вакуумним насосом або продувкою за рахунок надлишкового тиску, створюваного в транспортній судині Дьюара. Регулювання частин потоків по каналах, відокремлюваним від спільного потоку та подаваним на теплообмінники перших ступенів, відбувається за рахунок регулювання співвідношення опору їх вихідних каналів поз. 14 та 16. Вихідні частини каналів випуску обладнані нагрівачами, що запобігає небажаному обмерзанню та зволоженню їх. Зміна вхідного вікна, комплектів фотоприймачів та фільтрів здійснюється шляхом розгерметизації кріостата та зняття верхньої частини зовнішнього кожуха поз. 20 та верхніх частин рознімних екранів. Детально конструкція касети поз. 1 з повністю обертаним тримачем фотоприймачів, що складає переважну частину визначальних ознак пропонованого кріокомплексу, наведена на фіг. 2. Конструктивно касета складається власне з корпусу з вмонтованим пасивним теплообмінником, його кришки, та вмонтованого повністю обертаємого тримача з фотоприймачами з контактними струмознімачами і пристроями для ідентифікації відповідного номера фотоприймача в тримачі. Кришка поз. 21 касети також оснащена відповідним контактним струмознімачем поз. 22 з пристроєм для ідентифікації номера фотоприймача в тримачі в робочому положенні. Корпус поз. 27 касети виконано з вмонтованим пасивним теплообмінником поз. 28, що розташовано в нижній частині його та вузлом поз. 29 введення приводу обертання тримача фотоприймачів. В отворі корпусу розташована діафрагма поз. 26 з регульованим отвором зору. Повністю обертовий тримач поз. 24 виконано (наприклад у формі багатокутника) з гранями, що призначені для розташування фотоприймачів поз. 25. Над кожною площиною грані розташовані контактні струмознімачі поз. 23 відповідного фотоприймача. Фактично корпус касети є корпусом теплообмінника з розташованим у її внутрішньому об'ємі тримачем з фотоприймачами. Відповідно корпус касети виконує функції теплообмінника тримача з фотоприймачами та його власного екрана, захищаючого фотоприймачі від теплоприпливу, тож і перегріву їх та зайвого засвічення від оточуючих елементів конструкцій. Все разом гарантує ідентичність температури фотоприймачів, вимірюваній температурі касети, одночасно ще і виключає навіть можливість зайвого засвічення їх. Корпус касети, її кришка та тримач фотоприймачів виконані з матеріалу з великою теплопровідністю / наприклад мідь /. Діафрагма з регульованим отвором зору виконана з матеріалу, оптичні характеристики якого аналогічні характеристикам матеріалу фотоприймачів. Це виключає навіть припущення можливості зайвого засвічення фотоприймачів від оточуюючих конструкцій. 5 UA 104700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У роботі на кріокомплексі, призначеного для вирішення всього комплексу проблем поліпшення характеристик існуючих або створення нових матеріалів та удосконалення технологій виготовлення холодних фільтрів та надчутливих холодних фотоприймачів з надвеликою роздільною здатністю в діапазоні температур 2,5-300 К у видимій і інфрачервоній області спектра випромінювань та атестації їх параметрів на прецизійному метрологічному рівні в умовах одного експерименту, передбачається два режими. Ці два взаємообумовлені режими - атестація характеристик холодних фільтрів та атестація характеристик холодних фотоприймачів, проводяться в умовах одного експерименту. На кожусі, згідно з фіг. 1, як вхідне вікно поз. 3, встановлюється фільтр максимально можливого перепуску у діапазоні зондуючого променя. В касету поз. 5 встановлюється комплект фільтрів поз. 4, характеристики яких планується атестувати. З метою визначення порівняльних характеристик комплект доцільно і може складатись з виготовлених з ідентичного матеріалу в різні часи на одному, а також і на різних виробництвах по тій же ідентичній технології, відповідно по 2-3 фільтри з кожного. Також поряд доцільно розташувати комплект фільтрів, виготовлених з іншого матеріалу та і на других виробництвах, теж по іншій їх власній ідентичній технології та ще і в різні часи, відповідно теж по 2-3 фільтри. Поряд в комірках касети встановлюються тестові фільтри з раніш атестованими відповідними характеристиками та звичайна діафрагма. Разом це складе понад 15 фільтрів. При діаметрі фільтрів поряд 30-40 мм. та діаметрі касети поряд 300 мм. це цілком прийнятно. В тримач касети фотоприймачів встановлюється декілька тестових фотоприймачів з раніш атестованими відповідними характеристиками, прийнятними для планованих цілей. Поряд встановлюється комплект фотоприймачів, характеристики яких планується атестувати. Комплект доцільно і може складатись з фотоприймачів, виготовлених з ідентичного матеріалу в різні часи на одному, а також і на різних виробництвах по ідентичній технології, відповідно по 2-3 фотоприймачі з кожного. Також поряд розташовуються фотоприймачі, виготовлені з іншого матеріалу та і на других виробництвах по іншій, власній ідентичній технології ще і в різні часи, теж відповідно по 2-3 фотоприймачі з кожного. Далі, завдяки можливості повного обертання касети з послідовною зміною фільтрів в робочому положенні та послідовної зміни фотоприймачів в робочому положенні шляхом обертання їх тримача ще і незалежного регулювання температури фотоприймачів та і фільтрів, проводиться атестація характеристик фільтрів та фотоприймачів в процесі одного експерименту в інтервалі температур 2,5-300 К в усьому спектральному діапазоні зондуючого променя. В разі потреби температуру касети з фототримачами можна знизити до 1,5 К. Одночасно, в разі встановлення в робочому положенні замість фільтра звичайної діафрагми, створюється можливість послідовного дослідження характеристик всіх фотоприймачів в усьому діапазоні перепуску теплого вхідного вікна. Також одночасно, регулювання отвору зору діафрагми касети фотоприймачів створює дві цікаві можливості. По перше, при повністю закритому отвору діафрагми, тож і відсутності опромінювання фотоприймачів, це можливість дослідження власних /шумових/ характеристик всіх фотоприймачів, що послідовно встановлюються в робочому положенні та і всього вимірювального каналу. По друге, це можливість дослідження відомого ефекту підвищення гостроти зору при зменшенні отвору зору. Одночасно весь комплекс означених експериментів є і дослідженням порівняльної гідності застосованих матеріалів та технологій виготовлення, що визначає шляхи та надає можливість подальшого обґрунтованого удосконалення їх з метою створення фотоприймачів та фільтрів з підвищеними параметрами. Прилади і пристрої повного обертання та ідентифікації номера відповідного фотоприймача в тримачі та і фільтра в касеті в робочому положенні доцільно виконати з електронним устаткуванням. Це все разом складає умови створення цілком автоматизованого кріокомплексу, який забезпечить можливість реалізації тривалих та об'ємних досліджень по заданій програмі в ідентичних умовах одного експерименту. У підсумку цілком обґрунтовано можна констатувати, що запропонована конструкція кріокомплексу для атестації оптичних фільтрів та фотоприймачів забезпечує вирішення всього комплексу проблем дослідження порівняльної гідності матеріалів та технологій виготовлення та атестації, в діапазоні температур 2,5-300 К у видимій і інфрачервоній області спектра випромінювань на метрологічному рівні характеристик фільтрів та надчутливих фотоприймачів з надвеликою роздільною здатністю. Це ще дозволяє визначити найбільш ефективне співвідношення температур та характеристик фільтрів і фотоприймачів та імітувати реальну роботу їх в штатному режимі. Порівняння запропонованої конструкції кріокомплексу для атестації оптичних фільтрів та фотоприймачів з іншими технічними рішеннями у галузі фізики та кріогенної техніки не 6 UA 104700 U 5 10 15 20 25 30 дозволило виявити в них ознак, які б ганьбили суттєві ознаки його, то ж відповідає критерію "винахідницький". Відомості, які підтверджують можливість здійснення корисної моделі. Основні рішення по конструкції кріокомплексу, в галузі фізики і техніки низьких температур, базуються на основі визначальних видань « Довідник по фізико-технічним основам кріогеніки" під редакцією проф. Малкова М.П., Вища школа, Москва, 1985р., "Тепломасообмін в низькотемпературних конструкціях ». М.Г.Каганер, Енергія, Москва, 1979р., "Теплопередача при низьких температурах » під ред. У.Фроста / переклад з англійської / Світ, Москва, 1977р. та матеріалів дисертації "Дослідження теплообміну в горловині, методика розрахунку і розробка кріостатів і комплексних кріогенних систем », Демішев А.Г., 1980р. м. Харків. Основні рішення в частині безпосередньо конструкції кріокомплексу базуються на основі незліченної кількості публікацій та розробок, представлених на сайтах вже згаданих провідних фірм, переважно Oxford Instruments та SHI Cryogenics (США-Японія), в вже означеній дисертації та на сайті Донецького фізико-технічного інституту НАН України імені О.О.Галкіна. Основні рішення по застосованим матеріаламта комплектуючого обладнання передбачається з використанням відомих і масово виготовлюваних в Україні та і за кордоном. Основні рішення, в частині технології виготовлення, базуються на основі технології, що успішно реалізується на провідних підприємствах в області кріогенного вакуумного виробництва в Україні та за кордоном. Це виробництва Донецького фізико-технічного інституту, де створено вже згаданий кріостат ФПУ, Інституту фізики /м. Київ/, Фізико-технічного інституту низьких температур /м. Харків / НАН Україні. З безліч відомих та широко представлених на ринку закордонних фірм слід зазначити вже згадані Oxford Instruments, Advanced Research Systems, Inc., ще і відомі провідні підприємства Росії. В підсумку цілком підставно зазначити, що основні рішення по конструкції кріокомплексу, застосованим матеріалам, комплектуючому обладнанню та технології виготовлення базуються на вже здійснених розробках і виробничих можливостях провідних фірм. Перелік фігур креслення. 1. Фіг. 1. Схема конструкції кріокомплекса для атестації оптичних фільтрів та фотоприймачів. 2. Фіг. 2. Схема конструкції касети з обертаємим тримачем фотоприймачів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Кріокомплекс для атестації оптичних фільтрів та фотоприймачів, що містить фотоприймач і обертану касету зі змінними фільтрами з триступінчастими та цілком незалежними системами регулювання в інтервалі 2,5-300 K температури фотоприймача і обертаної касети з фільтрами, вхідне вікно та систему екранів, зібраний в герметичному кожусі, призначений для вирішення проблем поліпшення вже існуючих і створення нових матеріалів, удосконалення технологій виготовлення та атестації параметрів холодних фільтрів та надчутливих холодних фотоприймачів з надвеликою роздільною здатністю на прецизійному метрологічному рівні в умовах одного експерименту, визначення ефективного співвідношення температур та характеристик фільтрів і фотоприймачів, який відрізняється тим, що конструкція виконана з двох взаємообумовлених функціонально завершених модулів касети з повністю обертаним тримачем фотоприймачів з діафрагмою з регульованим отвором зору та модуля повністю обертаної касети з фільтрами, та кожний модуль з власною системою термостатування з екранами захисту від перегріву і зайвого засвічення, з власним приводом обертання та контактними струмознімачами і пристроями ідентифікації номера відповідного фотоприймача і фільтра в робочому положенні. 7 UA 104700 U 8 UA 104700 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9