Установка для регистрации коротких лазерных импульсов основной и удвоенной частоты неодимового лазера, страница 5

2 – измерительная головка

3 – аттенюатор

4 – визир

5 – механизм юстировки

Рис. 15. Измеритель энергии лазерного излучения ИКТ-1Н

Принцип работы прибора ИКТ-1Н заключается в поглощении приемным элементом энергии лазерного излучения и преобразовании их в эквивалентное значение термотока, максимальное значение которой фиксируется показывающим прибором блока регистрации.

Функциональная схема прибора (блока регистрации с измерительной головкой) приведена на рис. 16.

Рис. 16. Функциональная схема блока регистрации с измерительной головкой

Блок регистрации, функциональная схема которого приведена на рис. 9 содержит усилитель постоянного тока со стабилизатором напряжения, необходимый для усиления сигнала с термобатареи измерительной головки. Процесс измерения прибором заключается в отсчете максимального отклонения указателя показывающего прибора при подаче на вход измерительной головки импульса лазерного излучения. При подаче на вход измерительной головки непрерывного лазерного излучения происходит нагрев приемного элемента и спаев термобатареи. Возникающий при этом термоэлектрический ток регистрируется блоком регистрации. В качестве показывающего прибора используется прибор М 2027, отградуированный в единицах измерения энергии Дж. Кнопочными переключателями выставляются необходимые пределы измерения. Для установки нуля на передней панели блока регистрации имеется ручка плавной установки нуля, а на задней панели резистор грубой установки нуля.

При измерении больших уровней энергии (более 150 Дж) предусмотрено использование аттенюатора, который навинчивается на измерительную головку вместо крышки с входным окном.

Рис. 17. Схематическая конструкция измерительной головки.

Измерительная головка (рис. 17) состоит из двух одинаковых приемных элементов 2, рабочего и компенсационного, размещенных в алюминиевом цилиндре 3 с электроизоляционным покрытием, расположенном внутри термостата, образованного алюминиевым стаканом 4 и стальным корпусом 5. Входным окном 1 приемного элемента служит матированная пластина из лейкосапфира. Приемные элементы представляют собой медные тонкостенные цилиндры с обратными зеркальными конусами 7. Внутри цилиндра расположен нагреватель 9 из нихромового провода, а снаружи – термобатарея, изготовленная гальваническим способом.

Измерительная головка закрепляется на механизме юстировки, имеющем четыре независимых перемещения, которые обеспечивают возможность совмещения оптической оси приемного элемента измерительной головки с осью пучка лазерного излучения.

Основные физические и технические параметры ИКТ-1Н:

Дрейф нуля – 10^-3 Дж

Основная погрешность прибора без аттенюатора – 10%

Пределы измерения, Дж: 0.05; 0.15; 0.5; 1.5; 5; 15; 50; 150;

Средняя плотность энергии излучения не более - 75 Дж/см²

Максимальная плотность энергии - 200 Дж/см²

Средняя плотность мгновенной мощности импульса не более 300 МВт/см²

Диапазон длин волн - 0.4 – 4 мкм

Прибор обеспечивает нормальную работу через час после включения

Питание осуществляется от сети переменного тока 220 В, частотой 50 Гц

Мощность ,потребляемая прибором не более 30 Вт

Габаритные размеры блока регистрации 380х488х135 мм, масса не более 15 кг

Габариты измерительной головки 170х170х210 мм, масса не более 10 кг.

1. Цифровой осциллограф GDS-71152A

Рис. 18. Внешний вид осциллографа

Цифровой осциллограф GDS-71152A предназначен для исследования и измерения параметров периодических и непериодических сигналов в полосе частот 0 – 150 МГц. Осциллограф обеспечивает цифровое запоминание сигнала, измерение в диапазоне амплитуд от 2 мВ до 300 В (с делителем) и временных интервалов от 1 нс до 50 , автоматическую установку размеров изображения, автоматическое измерение амплитудно-временных параметров входного сигнала с выводом результата измерения на экран дисплея.

Имеется возможность подключения к персональному компьютеру через стык USB 2.0.

Технические данные осциллографа GDS-71152A:

Коэффициент отклонения каждого из каналов вертикального отклонения - 2 мВ/дел – 10 В/дел

Полоса пропускания – 150 МГц

Время нарастания переходной характеристики – не более 2.3 нс

Входной импеданс – 1 МОм±2%

Входная емкость – 17 пФ

Количество каналов – 2

Осциллограф обеспечивает следующие режимы запуска развертки:

- Автоматический, с ручной установкой уровня синхронизации, для сигналов с частотой не менее 40 Гц;

- Ждущий;

- Однократный;

- По условиям длительности импульса; условия устанавливаются в пределах от 20 нс до 10 с.

Общие параметры:

- Прибор обеспечивает свои технические характеристики в пределах норм после времени прогрева, равного 15 мин.

- Параметры прибора соответствуют техническим характеристикам при питании от сети, напряжением от 100 до 240 В и частотой сети от 48 до 63 Гц, потребляемая мощность – 18 Вт

- Прибор допускает непрерывную работу в рабочих условиях эксплуатации в течение 8 часов

- Осциллограф обеспечивает свои технические характеристики при нормальных условиях (20±5) ºС, при относительной влажности ≤ 85%

- Габаритные размеры (мм): 310 (длина) х 142 (высота) х 140 (ширина)

- Масса: 2.5 кг

- Температура хранения от -20 до +70º С при влажности 70%

Назначение органов управления (Передняя панель):

1. Жидкокристаллический дисплей

2. Кнопки управления меню F1, F2, F3, F4, F5

3. Установка – Многофункциональный вспомогательный регулятор. Вращение регулятора производит изменение выбранных значений в меню управления параметрами осциллографа

4. Смещение Y – Регулятор перемещения линии луча каналов по вертикали

5. Вольт/Дел – Регулятор установки коэффициента отклонения каналов

6. Смещение Х – Регулятор перемещения линии луча каналов по вертикали

7. Органы управления дополнительными возможностями

8. Уровень синхронизации

9. Горизонтальное меню – Кнопка управления режимами работы развертки

10. Меню/Однократный/Форс. Запуск – кнопки управления режимами работы синхронизации

11. Время/Дел – Переключатель времени развертки

12. Внешняя Синхронизация – Входное гнездо источника внешней синхронизации

13. Клемма заземления

14. Разъем BNC канала 2

15. Кнопки управления режимами работы каналов

16. Разъем BNC канала 1

17. Выход калибратора

18. Слот для подключения SD карты

19. Вкл/Выкл – Кнопка включения питания

Органы управления дополнительными возможностями:

1. Управление режимом сбора информации

2. Управление режимом отображения ЖКИ

3. Управление утилитами прибора

4. Кнопка подсказок

5. Кнопка автоматической установки размеров изображения

6. Вспомогательный регулятор

7. Управление курсорными измерениями

8. Управление режимами автоматических измерений

9. Управление записью и воспроизведением профилей органов управления осциллографа

10. Сохранение результатов на внешний носитель (SD-карту)

11. Кнопка остановки режима воспроизведения

Расположение и назначение органов управления задней панели:

1. Отсек предохранителя

2. Разъем кабеля сетевого питания

3. Гнездо сигнала внутренней калибровки

4. USB порт

Запуск развертки по длительности импульса:

В этом режиме синхронизация будет происходить при выполнении условий, заданных для длительности импульса. Это дает возможность запуска линии развертки при обнаружении импульса, длительность которого соответствует заданным условиям. Длительность импульса может быть задана в пределах от 20 нс до 20 мкс. Соотношение длительности импульса, дискретности задания длительности импульса и числа счета длительности импульсов приведены в таблице ниже:

1. Юстировочный He-Ne лазер ЛГН-225А

Лазеры типа ЛГН – это газовые лазеры, непрерывного режима работы и излучением в красной области спектра на длине волны 0.63мкм, одномодовые (ТЕМ₀₀) и многомодовые (ТЕМ_mn) с мощностью излучения от15мВт до 80мВт с поляризованным и неполяризованным излучением.

Лазеры могут быть использованы в контрольно-измерительной технике, гетеродинных системах, полиграфии, голографии, медицинской технике и других технологических и лабораторных установках в качестве источников когерентного монохроматического излучения.

Лазеры просты по конструкции и удобны в эксплуатации. В состав лазеров входит излучатель и высоковольтный источник питания.

В основу конструкции излучателя лазера заложен коаксиальный активный элемент с холодным катодом. Термостойкие зеркала в активном элементе установлены методом твердой запайки, что позволяет в технологию его изготовления заложить прогрессивные высокотемпературные процессы. Все это обеспечивает высокую надежность, долговечность и стабильные выходные параметры лазера в целом.

Лазер ЛГН-225А обладает следующими параметрами:

- мощность излучения не менее 2 мВт

- спектральный состав ТЕМ₀₀

- диаметр пучка не более 0.6 мм

- расходимость излучения не более 1.5 мрад

- потребляема мощность не более 15 Вт

- габариты излучателя – Ø 30х196

- габариты блока питания 150х60х170