2. Методика получения максимальной импульсной оптической мощности
Получение предельной импульсной мощности источников оптического излучения является достаточно сложной технической задачей. Стандартные измерения мощности с помощью «черного» шара позволяют проводить достаточно точные измерение интегральной оптической мощности, однако при определении импульсной мощности из-за больших фронтов и изменения формы оптического импульса возникают большие погрешности. Изменения формы импульсов возникают при больших амплитудах тока накачки и обусловлены локальным разогревом кристаллов диодов [2]. Исследование изменения формы оптического импульса при повышении выходной оптической мощности, показанное на рис. 2, позволяет выбрать границу необратимый изменений характеристик, вызванных локальным разогревом кристаллов диодов.
Рис. 2. Изменение формы выходного оптического импульса уровня мощности.
Следует учитывать, что характеристики используемых диодов могут существенно отличаться по температуре, поэтому к выбору допустимых изменений формы оптических импульсов следует подходить с осторожностью. Как следует из [2], даже идентичные при непрерывной мощности диоды в режиме большой импульсной мощности имеют разброс по напряжению питания и рассеиваемой мощности до 20%.
Для измерения импульсной оптической мощности использовалась следующая методика.
С помощью измерительного шара и фокусирующей системы производится измерение непрерывнй оптической мощности при фиксированном постоянном тоне, протекающем через исследуемый прожектор.
Для калибровки фотоприемника оптического излучения прожектор, фокусирующая система с оптическими фильтрами и фотоприемник устанавливаются на одной оптической оси и жестко фиксируются. Устанавливается амплитуда импульса тока через прожектор, соответствующая измеренной в непрерывном режиме. Значение оптической мощности в линейном режиме принимается равной измеренной в п.1 методики. Измерения амплитуд импульсного напряжения и тока через нагрузку производится измерительным осциллографом.
Путем изменения амплитуды импульса накачки снимается ватт-амперная характеристики диода. Пересчет оптической мощности производится с учетом коэффициента передачи фотоприемника, определенного в п.2 методики. Для предотвращения деградации характеристик диода максимальная амплитуда тока накачки ограничивается по зафиксированному изменению формы оптического импульса (рис. 3, форма оптического импульса 2).
Для накачки таких
прожекторов, имеющих сопротивление в
единицы ома, требуются формирователи
импульсов с наносекундными фрон-тами
и мощностью электрического импульса
в единицы – десятки киловатт. Наличие
внутренних реак-тивностей в прожекторе
ограничивает потенциально возможное
быстро-действие оптического импульса.
Требуется тщательная проработка
конструкции формирователя импуль-сов
тока, вызванная большими импульсными
токами. Форма электрического импульса,
необходи-мая для уменьшения переходных
процессов в излучающих диодах, может
существенно отличаться от прямоугольной
.
Рис. 3. Форма импульса тока накачки, используемого для коррекции оптического импульса