Patent RU-150172-U1 (RU)
Title: Установка для контроля параметров фотоэлектрических преобразователей
IPC: G01R31/26
Filed: 2014-07-08
Granted: 2015-02-10
Abstract: Установка для контроля параметров фотоэлектрических преобразователей. Полезная модель относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) энергии электромагнитного излучения в электрическую, и предназначено для автоматизированного контроля фотоэлементов (ФЭ), фотоэлектрических модулей (ФЭМ) и фотоэлектрических приемников-преобразователей (ФПП) на их основе при различных условиях их освещения лазерным излучением (ЛИ), что необходимо при разработке эффективных приемников-преобразователей, на основе полупроводниковых ФЭП для преобразования электромагнитной энергии ЛИ высокой плотности, для создания беспроводной системы дистанционного энергопитания воздушных или космических объектов. Сущность полезной модели: Предложена установка для контроля параметров фотоэлектрических преобразователей, содержащая импульсный источник электромагнитного излучения, соединенный с источником энергии, блок нагрузки управляемый и электронный, соединенный с контролируемым фотоэлектрическим преобразователем, приемник электромагнитного излучения и измеритель токов и напряжений, датчик температуры, контроллер, вычислительный комплекс, а источник электромагнитного излучения выполнен в виде источника лазерного излучения, который, дополнительно с импульсным режимом, работает в режиме постоянной и регулируемой мощности, от которого энергия транспортируется через оптоволокно, через свободный торец которого лазерное излучение поступает в систему формирования кругового лазерного пучка заданного диаметра d, состоящую из устройства фиксации, где закреплен свободный торец оптоволокна, откуда выходит лазерное излучение с углом расходимости α, и собирающей линзы, размещенной за упомянутым устройством фиксации, а главная оптическая ось линзы и ось кругового лазерного пучка лежат на одной оптической оси, при этом фокусное расстояние F от центра линзы до свободного торца оптоволокна и диаметр линзы D Л  отвечают соотношению D Л ≥2Ftg(α/2), далее за линзой последовательно установлены маска с «окном» и поворотный столик с закрепленным на нем фотоэлектрическим преобразователем, причем «окно» маски совпадает с размерами фотоэлектрического преобразователя, а «окно» маски полностью закрыто пятном кругового лазерного пучка площадью S Л =πd 2 /4, падающего на маску, а геометрические центры «окна» маски и фотоэлектрического преобразователя лежат на упомянутой оптической оси, которая перпендикулярна «окну» маски, причем устройство фиксации, линза, маска, поворотный столик установлены с помощью держателей стержней на платформах, которые перемещаются по оптической скамье по направляющей, типа «ласточкин хвост», параллельно упомянутой оптической оси, а оптическая ось и направляющая лежат в одной плоскости перпендикулярно плоскости плиты, к которой крепятся упомянутая оптическая скамья и откидывающийся светозащитный кожух, закрывающий при работе источника лазерного излучения элементы размещенные по оптической оси, при этом в установку дополнительно введен измеритель мощности лазерного излучения, состоящий из теплового датчика мощности, ось симметрии активной зоны которого лежит на оптической оси, и цифрового измерителя, причем диаметр (D) активной зоны обеспечивает попадание всего лазерного пучка, вышедшего через «окно» маски, в активную зону теплового датчика мощности, при этом выход измерителя мощности лазерного излучения соединен с вычислительным комплексом, а выходы контролируемого фотоэлектрического преобразователя, датчика температуры и приемника электромагнитного излучения соединены со входом измерителя токов и напряжений прибора снятия нагрузочной характеристики, включающего, кроме упомянутого измерителя токов и напряжений, управляемый блок активной электронной нагрузки и контроллер, а выход измерителя токов и напряжений соединен с упомянутым контроллером, который соединен с источником лазерного излучения, вычислительным комплексом, управляемыми входами измерителя токов и напряжений и управляемого электронного блока нагрузки. Предлагаемая установка для контроля параметров фотоэлектрических преобразователей позволяет: 1) исследовать высокоэффективные селективные приемники-преобразователи лазерного излучения для систем дистанционного энергообеспечения перспективных космических аппаратов и автономных лабораторных модулей; 2) расширить программу исследований и контроля параметров ФЭП, в частности контроля КПД ФЭП в зависимости от угла падения излучения лазера, неравномерной освещенности и плотности падающего излучения (в том числе превышающей солнечную постоянную AMO); 3) контролировать выходные фотоэлектрические параметры ФЭП в зависимости от температуры поверхности ФЭП и варьируемой энергетической освещенности; 4) выявить оптимальное соотношение полупроводникового материала ФЭП, конструкции ФЭП и длины волны монохроматического излучения лазера.