УСТРОЙСТВО С ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области радиационной пирометрии с использованием поглощения света и может быть применена в датчиках регистрации и измерения интенсивности ультрафиолетового излучения.
3
Кристаллы ниобата лития (LiNbO) позволяют создать на их основе термочувствительные элементы для регистрации и измерения мощности ультрафиолетового излучения, путем легирования поверхностного слоя фоторефрактивными примесями для повышения поглощения коротковолнового излучения.
Известен способ и устройство «способ регистрации ультрафиолетового излучения и устройство для его осуществления» [1], выбранное за аналог, заключающееся в том, что в оптической системе для выделения нужного интервала ультрафиолетового излучения используют фильтрующий кристалл и систему интерференционных фильтров ультрафиолетового излучения, а в качестве системы детектирования ультрафиолетового излучения используют монофотонный время-координатно-чувствительный детектор.
К недостаткам этого устройства относится сложность методики измерения и использование большого количества элементов для выделения нужного интервала ультрафиолетового излучения, что увеличивает его стоимость.
Известен способ «способ измерения интенсивности ультрафиолетового излучения» [2], заключающийся в детектировании с помощью фотодиода, работающего на основе внутреннего фотоэффекта, ультрафиолетового диапазона спектра, выделенного фильтрами из сложного спектра. Новым в способе является то, что измеряемое ультрафиолетовое излучение сначала с помощью оптического преобразователя частот преобразуют в видимый диапазон спектра, затем подают на фильтр, пропускающий излучение видимого спектра только с длинами волн не более 0,6 мкм, которое затем подают на фотодиод, регистрирующий видимый диапазон спектра, интенсивность которого пропорциональна интенсивности измеряемого ультрафиолетового излучения.
Основным недостатком этого способа является сложность исполнения связанная с преобразованием ультрафиолетового излучения в видимый диапазон спектра, которое затем подают на фотодиод, что повышает дороговизну устройства.
Наиболее близким аналогом является способ и устройство «способ измерения ультрафиолетового излучения, устройство для его реализации, фотопреобразователь» [3], выбранное за аналог, заключающееся в том, что излучение принимают, подвергают спектрально независимому преобразованию и последующему фотопреобразованию в электрический сигнал, измеряют параметры электрического сигнала и индицируют результаты измерения, отличающийся тем, что дополнительно перед фотопреобразованием осуществляют спектрально зависимое корригирование в спектральной области 280-440 нм в соответствии с заданной мерой для измерения, определяемой кривой относительной спектральной ультрафиолетовой эффективности, соответствующей кривой относительной ультрафиолетовой эффективности излучения Direct Pigmentation, а само измерение осуществляют в эффективных единицах, определяемых той же мерой.
Недостатком устройства является сложность его исполнения в связи с необходимостью преобразования ультрафиолетового излучения в видимый свет.
Задачей полезной модели является расширение арсенала технических средств, а также упрощение схемы устройства для измерения интенсивности ультрафиолетового излучения, осуществляющего измерение без преобразования ультрафиолетового излучения в видимый свет.
3
Поставленная задача решена за счет того, что измерение интенсивности ультрафиолетового излучения основано на его поглощении термочувствительным элементом, в качестве которого используется пластина LiNbO с поверхностью, легированной фоторефрактивными примесями. Регистрируемое ультрафиолетовое излучение, поглощаясь в пластине, нагревает ее, вследствие чего изменяется оптическое пропускание пластины. Регистрация изменения оптического пропускания пластины зондирующим пучком когерентного света, изменение интенсивности которого измеряется фотоэлементом, преобразующим зондирующий пучок света в ток, позволяет оценить величину интенсивности ультрафиолетового излучения. При таком способе измерения нет необходимости в преобразовании регистрируемого ультрафиолетового излучения в видимый свет.
На фиг.1 изображена функциональная схема устройства с термочувствительным элементом для измерения интенсивности ультрафиолетового излучения.
Функциональная схема заявляемого устройства представлена на фиг.1. Блок 1 - источник когерентного излучения (полупроводниковый лазер); УФ - регистрируемое ультрафиолетовое излучение; 2 - пьезоэлектрический двигатель; 3 - приемник ультрафиолетового излучения (термочувствительный элемент); 4 - фото приемник; 5 -устройство управления пьезоэлектрическим двигателем; 6 - дифференциальный усилитель.
in
оп
3
out
Пояснить работу устройства с термочувствительным элементом для регистрации ультрафиолетового излучения можно следующим образом. В режиме работы устройства, когда на приемный элемент (3) ультрафиолетовое излучение не воздействует, ток фотодиода I равен опорному току I, при этом полезный сигнал на выходе усилителя (6) отсутствует. При воздействии ультрафиолетового излучения на приемник, вследствие оптического поглощения ультрафиолетового излучения в локальной области воздействия температура пластины LiNbO увеличивается и ее оптическое пропускание изменяется. На выходе дифференциального усилителя появляется ток I, по величине которого определяется наличие ультрафиолетового излучения и величина его мощности.
Источники-информации, использованные при составлении описания полезной модели:
1. Родионов И.Д., Родионов А.И., Калинин А.П. Способ регистрации ультрафиолетового излучения и устройство для его осуществления. Заявка на изобретение №2008151851. Дата публикации: 10.07.2010
2. Котликов Е.Н., Кузнецов Ю.А., Шестун А.Н. Способ измерения интенсивности ультрафиолетового излучения. Заявка на изобретение №93007465. Дата публикации: 27.01.1995
3. Томский К.А. Способ измерения ультрафиолетового излучения, устройство для его реализации, фотопреобразователь. Заявка на изобретение №97113711. Дата публикации: 27.06.1999