Вимірювач поляризації лазерного випромінювання

Вимірювач поляризації лазерного випромінювання, що містить приймальний болометричний пристрій у вигляді трьох ідентичних тонкодротяних 3 35374 4 малоінерційного аналого-цифрового перетворюпромінювання паралельна болометру, до KD, коли вача, який, в свою чергу, підключений до опорів та ж поляризація перпендикулярна болометру. навантаження зазначених трьох болометричних Якщо ці умови не виконуються, то визначаєтьрешіток. ся значення косинуса кута здвигу між взаємно пеТехнічна суть корисної моделі пояснюється рпендикулярними складовими електричного поля кресленням. Болометричні елементи кожної решіза виразом [4] тки з'єднані послідовно і заживлюються постійним 3 (K D + 1 - 2Ui0 ) струмом від джерела напруги е через навантажуcos d = ± , (3) 1 вальні опори R1, R2, R3 . 2[(K D - Ui0 )(U i0 - 1)] 2 Решітки виконані з періодом æ, що забезпечує у якому індекс і змінюється циклічно з періодом 3. просторове інтегрування оптичного пучка з похибЦей вираз відноситься до визначення параметрів кою меншою ніж 1%. Сигнали, що реєструються з випромінювання щодо і-ої решітки. навантажувальних опорів болометричних решіток, Якщо cosd дорівнює одиниці, то кут d дорівнює е1-е3, подаються на багатоканальний швидкодіюнулю й випромінювання лінійно поляризоване. Кут чий і високочутливий аналого-цифровий перетвонапрямку лінійної поляризації випромінювання в рювач (АЦП) і після нього до електроннопросторі визначається по одній з методик, описаобчислювальній машини (ЕОМ), де обробляються них в [4], наприклад, за виразом і запам'ятовуються. Принцип устрою дії корисній моделі ґрунтуєть1/ 2 ì é ùü ся на залежності фактора ефективності поглинанï ï ê ú ня (ФЕП) металевого циліндра від напрямку поляï 1 ê3 úï Ui ï ï ризації електричного поля випромінювання j i = y i ± arcsiní ê (K D + 1) - 1ú ý , (4) 3 відносно геометричної осі циліндра. Ця залежність úï ïKD - 1 ê 2 ê å Ui úï ï визначається коефіцієнтом дихроїзму KD, що доріï ê úï i=1 ë ûþ î внює співвідношенню ФЕП болометра для Нполяризації випромінювання, коли вектор електде y і - кути напрямків елементів решіток. ричного поля перпендикулярний до осі болометра, Одержали два кути ±ji, щодо кутового напрядо ФЕП болометра для Е-поляризації випромінюмку болометричних елементів і-ої решітки. Аналовання, коли вектор електричного поля паралельгічним чином знаходять кути напрямків поляризації ний осі болометра. випромінювання щодо кутових напрямків боломеПід час дії оптичного випромінювання частина тричних елементів інших решіток. Неоднозначність його поглинається болометричними елементами виміру кута j усувається збігом кутів щодо різних решіток, що призводить до їх нагрівання і, як нарешіток у перерізах оптичного пучка. слідок, до зростання електричного опору, що реЯкщо cosd¹1, то випромінювання еліптично єструється індикаторною системою АЦП. поляризоване і його параметри визначаються в Сигналами решіток Ui вважають відносні зростакий спосіб щодо і-ої решітки. Проекції відносних тання їх опорів, тобто інтенсивностей випромінювання zxi2 й zyi 2 на вісь із D R i e i - e 0i елементами і-ої решітки й перпендикулярної до Ui = = , i = 1, 2, 3, (1) неї будуть R 0i e 0i K - U i0 U -1 де і - номер решітки, zx 2 = D ; z y 2 = i0 ; (5) i i R0i та DRi - початкові опори решіток та їх приKD - 1 KD - 1 ріст відповідно, Кути напрямків осей еліпса поляризації виe0i - напруги на опорах решіток від струму зсупромінювання ji1 й ji2 визначаються за виразом [4] ву, 1 ei - максимальні напруги на опорах решіток під 2 [(K D - Ui0 )(Ui0 - 1)] 2 (6) час дії оптичного випромінювання. tg2(ji1 i2 - y i ) = ± . , K D + 1 - 2Ui0 3 У випадку лінійного режиму роботи болометрів, коли зміни опорів DRi прямо пропорційні поВ інтервалі кутів - p 2 ;+ p 2 одержуємо два глиненої ними оптичної енергії, сигнали решіток Ui і коефіцієнт дихроїзму болометрів KD повністю кути ji1 й ji2 і різниця між ними дорівнює - p 2 або визначають стан поляризації лазерного випромінювання. При вимірах з імпульсним випроміню+ p . Відносні півосі еліпса поляризації випромі2 ванням необхідно, щоб теплова постійна часу бонювання z x й z h , будуть визначатися співвіднолометричних елементів t була набагато більше шеннями [4] тривалості оптичного імпульсу tu . По сигналах Ui знаходять нормовані сигнали z 2 = z 2 cos 2 j i1 + z 2 sin2 j i1 + z x i z y i sin 2j i1 cos d; x xi yi решіток U0i за виразом (7) 2 = z 2 sin 2 j + z 2 cos2 j + z z sin 2j cos d. Ui zh i1 i1 xi yi i1 Ui0 = 1,5(KD + 1) = k i, i = 1, 2, 3, xi yi 3 (2) Напрямок обертання електричного вектора å Ui випромінювання не визначають, тому що кут d i= 1 входить у парну функцію. які дорівнюють поляризаційним коефіцієнтам Технічний результат, якого можна досягти при взаємодії болометрів решіток з випромінюванням використанні корисної моделі, виражений у тім, що [4]. Поляризаційний коефіцієнт болометра ki може з'являється можливість вимірювання як лінійної змінюватися від 1,0, коли лінійна поляризація ви [ ] 5 35374 6 поляризації, так і параметрів еліптичної поляризаелементами і-ої решітки і перпендикулярної до неї ції інтенсивного широкоапертурного безперервноза формулою (5), а також кути напрямків осей еліго і імпульсного лазерного випромінювання, в шипсу поляризації випромінювання (6) та відносні рокому спектральному діапазоні, а також суттєвого полуосі еліпсу поляризації випромінювання zx та zh збільшення точності вимірювання. за виразами (7). Вимірювач поляризації лазерного випромінюДжерела інформації: вання працює наступним чином. При включенні 1. Дитчберн Р. Физическая оптика. - М.: Наука. корисної моделі напруга з опору решіток, в якості - 1965. - 632с. сигналів, поступає на багатоканальний, швидкоді2. Кузьмичев В.М., Кузьмичева Е.В. Измерение ючий, високочутливий і мало-інерційний аналогоэллиптической поляризации интенсивного лазерцифровий перетворювач і запам'ятовуються у ного излучения нелинейными тонкопроволочными електронно-обчислювальній машині. Після впливу болометрами // Измерительная техника. - 1998. оптичного випромінювання реєструються сигнали №6. - С.19-22. решіток Ui, (на малюнку е) які є відносними приро3. Катрич А.Б., Кузьмичев В.М. Измерение настами опорів решіток, та розраховуються їх норправления поляризации электромагнитного излумовані значення Ui0 за виразом (2) та косинус кута чения // Импульсная фотометрия. - Л.: Машиностздвигу d між взаємно перпендикулярними складороение. - 1978. - вып.5. - 129-131. вими електричного поля відносно і-ої решітки за 4. Kuzmichov V.M., Pogorelov S.V., Kohns P. формулою (3). Якщо він дорівнює одиниці, то виMeasuring of laser radiation polarization state with промінювання лінійно поляризоване і його кут наthree profile bolometric gratings // Proceedings of CAOL'2005, 12-17 September 2005, Yalta, Ukraine. правлення ji визначають за виразом (4). Vol.2, - P.216-219. У випадку cosd¹1, коли випромінювання є еліптично поляризованим, визначаються відносні інтенсивності випромінювання zxi2 та zyi2 на вісь з Комп’ютерна в ерстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601