Приемники света тепловые

М о нох р о. и а т о р ы, у которых в фокальной плоскости находится выходная щель, за которой помещается фотоэлектрический или тепловой приемник света. [c.129]

ТЕПЛОВЫЕ ПРИЕМНИКИ СВЕТА [c.313]

К тепловым приемникам света относятся термопары, болометры, молекулярные радиометры и некоторые другие специальные конструкции приемников, где лучистый поток вызывает изменение температуры приемника, регистрируемой тем или иным способом. [c.313]

Приемники. Свет из выходной щели монохроматора фокусируется на устройство, принимающее лучистую энергию и измеряющее ее тепловой эффект. Измерение исключительно небольших температурных изменений, вызываемых изменениями лучистой энергии, чаще всего производится при помощи болометра пли термопары ряд соединенных друг с другом тер.мопар образуют термостолбик. В болометре увеличение температуры, вызванное излучением, приводит к изменению электрического сопротивления, которое меняет напряжение. В термопаре лучистая энергия идет на нагревание одного из двух спаев металлов. [c.28]

Методы измерения энергии и мощности излучения в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях спектра были предметом постоянного изучения и совершенствования в течение очень многих лет [1 —11]. Появление лазеров выдвинуло ряд дополнительных проблем, а также несколько упростило дело. Упрощение связано с тем, что большинство лазеров испускает почти монохроматическое излучение. Так как частотные характеристики чувствительности большинства приемников существенно не изменяются в узких спектральных областях, проще становится проблема обработки данных. Более того, поскольку требуется измерять лишь излучение с узкой спектральной полосой становится возможным использование узкополосных фильтров в сочетании с некоторыми типами приемников. Тем самым снижается влияние ряда источников ошибок, внешних шумов и уменьшаются потери, вызванные переизлучением. Разумеется, возникают и некоторые осложнения. От лазеров можно получить значительно большие плотности энергии и мощности, чем от большинства тепловых источников света, и поэтому при работе с разными фотоприемниками нужно быть осторожным, чтобы избежать насыщения или повреждения приемников излучением. Поскольку некоторые лазеры дают крайне короткие импульсы, для измерения мгновенной мощности требуются малоинерционные приемники и связанная с ними аппаратура с соответствующим быстродействием. Для преодоления таких осложнений были затрачены большие усилия по разработке надежных методик, многие из которых мы изложим ниже. Кроме материалов, содержащихся в данной главе, мы рекомендуем читателю несколько обзоров по общепринятым методикам, опубликованным ранее [12—14]. [c.107]

Возможности засветки излучением посторонних тепловых источ-ников исключены. Поскольку эффективная площадь приемника мала (0,5 мм ), свет от лазера пространственно не разрешается, т. е. телесный угол, стягиваемый приемником, мал по сравнению с X IAd, где X — длина волны лазера. Выходной шум фотоприемника усиливается обычным усилителем постоянного тока с полосой 1 Мгц и анализируется электронным синхронным анализатором шума с постоянной, но узкой ( 100 гц) полосой и с плавным изменением частоты. Мощность лазера должна быть постоянной в ходе измерений. Установку калибруют при помощи обычного шумового диода, генерирующего чистый дробовой шум. Мощность полного дробового шума, генерируемого фотодиодом, определяют, пользуясь тепловым источником (лампа-вспышка с батарейным питанием). Измеряемая величина представляет собой отношение избыточного шума к полному дробовому шуму. Отношение избыточного шума к полному дробовому шуму может составлять, например, 10 , а полоса его спектра порядка [c.402]

Данной совокупности требований удовлетворяют спектральные приборы с приемниками излучения, уровень шума которых не зависит от величины светового потока. Следуя Б. А. Киселеву и П. Ф. Паршину [31], назовем их тепловыми. Будем считать, кроме того, что приемник излучения — единственный источник шума. Флюктуации светового потока, действующего на входе спектрометра, т. е. шумы самого источника света, рассматривать не будем. [c.115]

Наряду с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками излучения используется в качестве приемника и фотографическая эмульсия, наносимая на прозрачные пленки и пластинки. Эмульсия представляет собой, например, слой желатины толщиной 10—20 мкм, в котором находятся микрокристаллы бромистого серебра. Под действием света в слое фотографической эмульсии возникают процессы, которые, будучи выявлены с помощью химической обработки, делают этот слой носителем информации об излучении, воздействующем на него. [c.24]

Граница чувствительности определяется шумами, под которыми следует понимать статистические флуктуации сигнала и других падающих излучений, а также статистические процессы в приемнике и в расположенном за ним регистрирующем устройстве. Флуктуации выходного сигнала связаны с квантовой природой света и вещества приемника, а также с тепловыми флуктуациями. Характеристическим параметром регистрации является величина ЭМШ (эквивалентная мощность шума). Ее можно определить из требования, чтобы при определенной мощности излучения и при определенной ширине полосы (вообще А/= 1 Гц) величина и к (корень из среднего квадрата шумового напряжения) равнялась напряжению сигнала. Для приемников важнейших типов соблюдается соотношение [c.56]

Мы иногда забываем, что не только приборы, но и наши органы чувств обладают огромной чувствительностью. Г лаз человека способен реагировать на отдельные кванты света. Пальцы рук могут различать шероховатости в несколько микрометров. А тут, при экспериментах с экстрасенсами, выявилась высочайшая чувствительность кожи к инфракрасным тепловым потокам, в том числе исходящим от другого человека. Человеческая рука чувствует изменение температуры участка тела другого человека в несколько десятых долей градуса с расстояния нескольких сантиметров. Рука экстрасенса, имеющая еще более высокую чувствительность, служит и приемником, и излучателем инфракрасного излучения. В ИРЭ было установлено, что рецепторы кожи способны воспринимать тепловые потоки, в сотни раз меньшие, чем излучаемые рукой человека. [c.79]

Характер реакции определяется конкретным типом приемника излучения. У тепловых и фотоэлектрич. приемников это — величина электрич. сигнала, зависящая от мощности падающего на них светового потока. Глаз и фотослой реагируют на освещенность. Реакция фотослоя — почернение — зависит от освещенности Е и длительности освещения г. По суммарное действие света на почерненный участок фотослоя определяется всем падающим на этот участок световым потоком. [c.36]

Особое значение имеют следующие отделы А. а) колориметрия (см.), оценивающая действие радиации на глав человека с точки зрения цветового восприятия (основных нервных возбуждений), и б) фотометрия (см.), оценивающая радиацию с точки зрения суммарного действия ее на глаз человека (действующая иа глаз человека радиация называется светом). Лишь в тех случаях, когда приемник обладает одинаковой чувствительностью к радиации всех длин волн, можно в качестве характеристики радиации пользоваться ее полной интегральной интенсивностью. Такая оценка радиации представляет особый интерес для геофизики и гелиотехники, т. к. характеризует тепловое ее действие в тех случаях, когда приемник одинаково поглощает радиацию всех длин волн. Поле радиации (в фотометрии — световое поле) в данной точке кроме спектрального состава радиации м. б. охарактеризовано такше направлениями и величинами отдельных ее потоков, зависящими от распределения в разных направлениях интенсивности излучения (в фотометрии яркостей) поверхностей, посылающих радиацию в данную точку, или же от их черной температуры. Т. к. в большинстве [c.257]

В самом деле, можно легко показать, что в любом из визуальных наблюдательных п измерительных устройств, таких, например, как спектроскоп, интерферометр, поляриметр, рефрактометр, микроскоп и т. п., в качестве одного из существенных узлов прибора используется зрительная труба. Осветительные системы ко всем указанным выше приборам с оптотехнической точки зрения также практически одни и те же. Наконец, переход от визуальных наблюдений к фотографическим сводится по существу к замене оптической системы глаза оптической системой фотоаппарата. При фотоэлектрических измерениях на место фотопластинки устанавливается фотоэлемент или тепловой приемник света. [c.11]

Спектральная избирательная чувст-ШО ми, вительность отсутствует только у тепловых приемников света — термоэлементов и болометров, которые одинаково чувствительны ко всем длинам волн. Важно только, чтобы их световоспринимающая поверхность была достаточно хорошо зачернена, обеспечивая практически полное ноглощение падающей на ириелшик лучистой энергии. В противном случае необходимо учитывать спектральную избирательность отражения. [c.286]

Из других тепловых приемников света, часто применяющихся в фотометрии, следует указать на болометры. О ЮО 00300400Ш простейшем виде болометр нредстав-ТетератураХ ляет собой хорошо зачерненную метал- [c.316]

При наблюдении, например, звезд глаз реагирует на свет, испущенный в направлении наблюдателя всей поверхностью звезды следовательно, в данном случае удобно говорить о силе света звезды. В фотографических приборах неважно, в каком направлении прищел свет в данную точку фотопленки и вызвал ее почернение, т. е. пленка осуществляет интегрирование энергии по углам поэтому здесь регистрируется освещенность. В приборах с фотоэлектрическими или тепловыми приемниками излучения измеряется, как правило, полный поток, попадающий на всю поверхность приемника по всем направлениям. [c.50]

Мы пользовались до сих пор для определения величины потока и всех связанных с ним величин обычными единицами энергии и мощности, например, джоулями и ваттами. Такого рода энергетические измерения и выполняются, когда приемником для света является универсальный приемник, например, термоэлемент, действие которого основано на превращении поглощенной световой энергии в тепловую. Необходимо, однако, иметь в виду, что гораздо чаще мы используем в качестве приемников специальные аппараты, реакция которых зависит не только от энергии, приносимой светом, но также и от его спектрального состава. Такими весьма распро-страненными селективными приемниками являются фотопластинка, фотоэлемент и особенно человеческий глаз, играющий исключительно важную роль и при повседневном восприятии света, и как приемник излучения во многих оптических приборах. [c.51]

Явления генерации кратных, разностных и суммарных гармоник нашли многочисленные научно-технические применения. Ценность этих явлений для лазерной техники обусловлена тем, что удвоение частоты лазерного излучения или смешивание излучений двух лазеров в нелинейной среде позволяет получать мощный поток когерентного света в области спектра, отличной от исходной. Например, удвоение частоты излучения лазеров на красителях, генерирующих в видимой области спектра (см. 231), обеспечивает когерентное излучение с плавной перестройкой частоты в ультрафиолетовой области. Особый интерес представляет смешивание инфракрасного излучения со светом мощных лазеров (рубинового или неодимового). Дело в том, что приемники инфракрасного излучения значительно уступают по чувствительности и инерционности приемникам, применяемым в видимой и ультрафиолетовой областях. В инфракрасной области очень плохо разработана фотография. Смешивание же излучения, например, с Я, = 4 мкм и 0,694 мкм (рубиновый лазер) дает желтый свет с длиной волны 0,591 мкм, который можно регистрировать и визуально, и фотографически, и с помощью фотоумножителя. Таким способом удается регистрировать даже слабое тепловое излучение. [c.845]

В рассматриваемый период бурное развитие получают оптические системы связи. В 1870 г, был изобретен светосигнальный прибор Манжена, который долго применялся в XIX в. в различных армиях. Он состоял из керосиновой лампы, расположенной в металлическом яш,ике. Пламя лампы, находившееся в фокусе линзы диаметром около 100 мм, давало параллельный световой пучок, прерыванием которого и подавались телеграфные сигналы по азбуке Морзе. Примерно в это же время (середина XIX в.), когда не только не существовало фотоприемников, необходимейшей части всякого оптико-электронного прибора, но и сам фотоэлектрический эффект ещ е не был открыт, делались попытки создать прибор для передачи и приема оптических сигналов, модулированных звуковой частотой. В качестве индикаторов приходящих сигналов применялись довольно грубые устройства, действие которых основывалось на тепловом нагревании световыми лучами. Понятно, что такого рода устройства не могли работать удовлетворительно они были мало чувствительны и обладали большой инерционностью. Только после развития техники изготовления фотоэлементов оптическая телефония получила основу для своего развития. В 1880 г. А. Г. Белл построил так называемый фотофон, состоящий из передатчика, модулированного звуковой частотой пучка лучей, и приемника с селеновым фотоэлементом. Вышедший из передающей станции параллельной пучок лучей падал на зеркальную мембрану микрофона и после отражения от нее направлялся к приемной станции. При колебаниях мембраны поверхность ее деформировалась и в зависимости от степени отклонения от плоскости пучок отраженных ею лучей становился более или менее расходящимся. В приемную часть, следовательно, поступало большее или меньшее количество света. 1880 г. можно считать годом рождения оптических систем связи. На протяжении последующих лет было разработано и описано различными авторами несколько систем оптических телефонов, различающихся между собой по преимуществу способами получения модулированного пучка световых лучей. Наибольший интерес представляет способ модуляции светового потока, предложенный в 1897 г. Г. Симоном. Он использовал в качестве источника излучения дуговую лампу, предложенную русским изобретателем П. Н. Яблочковым, установленную в фокусе передающего параболического зеркала. Излучение лампы модулировалось системой, состоящей из микрофона, трансформатора и источников питания. Дальность работы телефона Симона была в десять раз больше дальности работы фотофона Белла и достигала примерно 2,5 км. [c.379]

Калориметр должен быть защищен от сквозняков и теплового излучения таких источников, как мощные лампы накаливания, свет которых может попадать в поле зрения приемника. Перед началом измерений аппаратуру и эспериментальное оборудование следует выдержать по крайней мере 30 мин, чтобы свести к минимуму тепловые дрейфы. [c.177]

Те источники шума, которые влияют на полное ОСШ вне лазера, мы будем называть внешними источниками. В качестве примеров можно указать точность визирования и стабильность приемника, площадь когерентности, т. е. ограниченный волновой фронт (вызванный помутнением среды, в которой распространяется излучение), темповой ток, дробовой и джонсоновский (тепловой) шум в фотоприемнике и связанных с ним усилителях, посторонние источники дробового шума, в том числе прямой или рассеянный солнечный свет и т. д. К внутренним источникам шумов относятся шумы тока разряда [1, 2], спонтанное излучение, возможные и конкурирующие лазерные переходы, шумы, вызванные распределением сигнала среди разных мод, каждая из которых имеет равное усиление и одинаково воспринимается [c.455]

Широкое применение нашли новые полупроводниковые материалы в радиотехнических и электротехнических приборах (диодах, усилителях, силовых выпрямителях и др.), в солнечных батареях (приборах, преобразующих энергию солнечного света в электрическую энергию), термобатареях (приборах, преобразующих тепловую энергию в электрический ток), чувствительных приемниках инфракрасного излучения, фотоэлементах и др. [c.486]

Т1и кней мембраны 5. Смещение мембраны 5 обнаруживают с помощью оптической системы Теплера. Для этого изображение решетки с ячейками, равными перемычкам, проектируется после отражения от мембраны 5 на другую такую же решетку так, чтобы при покоящейся мембране 5 изображения перемычек точно перекрывали отверстия второй решетки. При этих условиях сквозь вторую решетку свет не проходит. Однако незначительные смещения мембраны 5 или даже ее иска кепия приводят к увеличению количества света, проходящего через вторую решетку. Световой поток после второй решетки воспринимается фотоэлементом, фототок которого регистрируется обычными способами. Таким приемом удается обнаруживать смещения мембраны 5, значительно меньшие 0,1 [i. Чтобы приемник Голея был нечувствителен к медленным изменениям температуры окружающей среды, обе полости. 12 и 13 соединяются капилляром 4 с внешней средой. Приемник Голея, как и другие тепловые приемники, наиболее пригоден для работы в инфракрасной области спектра. [c.318]

Вопрос об источниках света и приемниках для инфракрасной области был рассмотрен ранее (см. гл. 4 и 5). Из источников света чаще всего применяют штифты накаливания, глобар и штифт Нернста. Приемники лучистого потока используются тепловые [c.669]

Для индикации и измерения ультразвука широко используются эффекты, связанные с взаимодействием его со светом (см. Дифракция света на ультразвуке. Визуализация звуковых полей), а также целый ряд явлений, возникающих нод действием ультразвука появление постоянного тока или эдс в полупроводниках (акустоэлектрич. эффект, особенно сильный в пьезополупроводниках) подавление сигнала электронного парамагнитного резонанса в твердых телах (метод, применяемый на гитшрзвуконых частотах) различные вторичные эффекты в мощном ультразвуковом поле (фонтанирование на поверхности жидкости, механическое, химическое или тепловое действие кавитации, постоянные потоки в газах и жидкостях и др.). Нек-рые из типов приемников звукового диапазона могут быть применены в ультразвуковом диапазоне при амплитудной модуляции излучаемого ультразвука звуковой частотой. [c.242]

АКТИНОМЕТР, прибор для измерения радиации (см. Актинометрия). Всякий А., если он не обладает спектральной селективностью, дает возможность измерить лишь разность напряжения радиации, падающей на его поверхность и испускаемой им самим. В зависимости от назначения прибора он устраивается так, чтобы обладать определенной спектральной селективностью. Напр. А., предназначенные для измерения напряжения солнечной или небесной радиации, мало или совсем нечувствительны к длинноволновой радиации, соответствующей собственному их лучеиспусканию. Приборы с кривой спектральной чувствительностью, близкой к кривой чувствительности глаза, называются ф о-тометрами и служат для измерения света. Аналогичные приборы, служащие для определения цвета, носят наавание колориметров и состоят И8 трех приемников с кривыми чувствительности, соответствующими трем кривым основных возбуждений глаза. Приборы, специально предназначенные для определения г° тел по интенсивности их излучения при высоких г°, носят название оптических пирометров. При измерении радиации используются ее тепловое действие, фотоэлектрич. и ( отохи-мич. эффекты и действие ее на глаз. При применении первого принципа строятся приемники, в щирокой спектральной области не [c.256]

Заметим, что облучение поверхности именно светом, очевидно, не принципиально, так как тепловое расширение может быть вызвано передачей энергии к среде от любых видов излучений и частиц — потоков электронов, протонов и т. п. Генерируемые при этом звуковые волны могут использоваться для регистрации частиц. В частности, большой интерес представляет возможность регистрации нейтрино с помощью системы акустических приемников, охватывающей протяженную акваторию Мирового океана — Международный проект ДЮМАНД. Связанные с этим исследования сейчас широко проводятся (см., например, [50, 511). [c.362]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...