DE2446610A1 - Quantitative averaging method for light pulse energy - has random pulses submitted to integrator and amplifier with internal trigger - Google Patents

Quantitative averaging method for light pulse energy - has random pulses submitted to integrator and amplifier with internal trigger

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DE2446610A1 DE19742446610 DE2446610A DE2446610A1 DE 2446610 A1 DE2446610 A1 DE 2446610A1 DE 19742446610 DE19742446610 DE 19742446610 DE 2446610 A DE2446610 A DE 2446610A DE 2446610 A1 DE2446610 A1 DE 2446610A1
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    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits
    • G01J1/46Electric circuits using a capacitor

Abstract

The arrangement is for the quantitative measurement of light impulse energy or the average value of continuously emitted light and in particular for gas and solid body layers. An arrangement for single laser emitted impulses by a fast sampling oscillograph technique is mentioned. An electronic unit (1) includes an optical-electrical transducer (2) with a light sensitive surface (12). This is followed by an integrator (4) feeding an instantaneous store unit (20) having a sampler stage (5) and a holder stage (6). A photomultiplier can be here utilised. Input to an associated triggering unit (7) does not require an external triggering, the light impulses themselves so serving. Stored values of the holder stage (6) are indicated by a measuring unit (10) and the averager unit (8) serves to form mean value indications in a further indicating unit (11).

Description

Einrichtung zur qualitativen Messung der Energie von Lichtimpulsen oder der mittleren Leistung von Dauerlicht Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur quantitavien Messung der Energie von Lichtimpulsen oder der mittleren Leistung von Dauerlicht insbesondere von Gas- und Festkörperlasern mit wenigstens einem im Strahlengang des Lichts angeordneten optoelektronischen Wandler und mit einer am dessen Ausgang angeschlossenen Elektronikeinrichtung.Device for the qualitative measurement of the energy of light pulses or the average power of continuous light. The present invention relates to a Device for the quantitative measurement of the energy of light pulses or the average Power of continuous light in particular of gas and solid state lasers with at least an optoelectronic converter arranged in the beam path of the light and with an electronic device connected to its output.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt und ist in der DT-OS 1 137 607 veröffentlicht und beschrieben. Es handelt sich dabei um eine Anordnung zur Auswertung einmaliger kurzer Lichtfimpulse nach dem Abtasttheorem In der genannten Einrichtung ist ein verlustarmes optisches Reflexionssystem vorgesehen, in dem der Lichtimpuls in eine Impulsserie umgewandelt wird. In den Strahlengang der aus dem optischen Reflexionssystem austretenden Impulserie ist der optoelektrische Wandler, wie z.B, ein Fotodetektor, eingefügt. An den Ausgang des Wandlers ist eine Sampling-Elektronik -- beispielsweise ein Sampling-Oszillograph -angeschlossen. Mit der Einrichtung können beispielsweise einmalige Laser-Riesenimpulse mt einem schnellen Sampling-Oszillgraphen ausgewertet werden.A device of the type mentioned is known and is in the DT-OS 1 137 607 published and described. It is a Arrangement for the evaluation of one-off short light pulses according to the sampling theorem A low-loss optical reflection system is provided in the device mentioned, in which the light pulse is converted into a series of pulses. In the beam path the series of pulses emerging from the optical reflection system is the opto-electrical one Converter, such as a photo detector, inserted. At the output of the converter is a Sampling electronics - for example a sampling oscilloscope - connected. With the device, for example, one-time giant laser pulses with a fast sampling oscillator graphs can be evaluated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, mittels der die Energie 9on Lichtimpulsen bzw.The object of the present invention is to create a device by means of which the energy 9on light pulses resp.

die mittlere Leistung von Dauerlicht laufend gemessen und angezeigt werden kann.the average power of continuous light is continuously measured and displayed can be.

Die Aufgabe wird durch eine Einrichtung der einen genannten Art dadurch gelöst, daß die Elektronikeinrichtung wenigstens einen auf Null rücksetzbaren Integrator und wenigstens ein als Sample- und Holdstufe arbeftendes Momentanwertspeicherpaar aufweist, wobei der Ausgang des optoelektrischen Wandlers, erforderlichenfalls über einen Strom-Spannungswandler und/oder einen Spannungsberstärker, mit einem Signaleingang des Integrators und der Ausgang des Integrators mit einem Signaleingang des Momentwertspeicherpaares verbunden ist und daß eine Triggerschaltung vorhanden ist, deren Eingang an einen Impulsgeber angeschlossen ist und die ausgangsseitig mit Steuereingängen des Integrators und des Momentanwertspeicherpaares verbundem ist wobei die Triggerschaltung zu Beginn eines jeden vom Impulsgeber erzeugter Impulses wenigstens ein Signal abgibt, welches den Integrator aktiviert, die Samplestufe des Momentanwertspeichers in Aufnahmezustand und die Holdstufe auf Speicherzustand setzt und die bei Beendigung eines jeden Impulses wenigstens ein Signal abgibt, das den Integrator auf Null zurücksetzt, die Samplestufe auf Speicherzustand und die Holdstufe in Aufnahmezustand versetzt.The task is thereby achieved by a device of the type mentioned solved that the electronic device has at least one resettable to zero integrator and at least one pair of instantaneous value memories working as a sample and hold stage having the output of the opto-electrical converter, if necessary via a current-voltage converter and / or a voltage booster, with a signal input of the integrator and the output of the integrator with a signal input of the moment value memory pair is connected and that a trigger circuit is present, the input of which is connected to a Pulse generator is connected and the output side with control inputs of the integrator and the instantaneous value memory pair is connected, the trigger circuit at the beginning of each pulse generated by the pulse generator emits at least one signal which the integrator activated, the sample level of the instantaneous value memory in the recording state and sets the hold stage to the memory state and that at the end of each pulse emits at least one signal that resets the integrator to zero, the sample stage set to storage state and the hold level in recording state.

Vorzugsweise werden die aktiven Zustände und die Ruhezustände des Integrators und der Sample- und Holdstufe über elektronische Schalter gesteuert, wobei ein erster Schalter parallel zum Rückkopplungskondensator des Integrators, ein zweiter Schalter in den Eingang der Samplestufe und ein dritter Schalter in den Eingang der Holdstufe geschaltet ist.The active states and the idle states of the Integrator and the sample and hold stage controlled by electronic switches, wherein a first switch in parallel with the feedback capacitor of the integrator, a second switch in the input of the sample stage and a third switch in the input of the hold stage is switched.

Vorteilhafterweise besteht in diesem Falle die Triggerschaltung aus zwei in Reihe geschalteten Kippstufen, wobei die zweite Kippstufe das zur ersten Kippstufe invertierte Signal abgibt und wobei der Ausgang einer Kippstufe mit den elektronischen Schaltern des Integrators und der Samplestufe und der Ausgang der anderen Kippstufe mit dem elektronischen Schalter der Holdstufe verbunden ist.In this case, the trigger circuit advantageously consists of two flip-flops connected in series, the second flip-flop being the first Flip-flop outputs inverted signal and the output of a flip-flop with the electronic switches of the integrator and the sample stage and the output of the other trigger stage is connected to the electronic switch of the hold stage.

Zur Messung der mittleren Leistung von Dauerlicht ist es notwendig, daß der Impulsgeber Impulse von konstanter Impulsdauer erzeugt.To measure the average power of continuous light it is necessary to that the pulse generator generates pulses of constant pulse duration.

Bei der Messung der Energie von Lichtimpulsen ist es von Vorteil, wenn der Eingang der Triggerschaltung an den Signaleingang des Integrators angeschlossen ist. In. diesem Fall bildet der optoelektrische Wandler selbst den Impulsgeber.When measuring the energy of light pulses, it is advantageous to when the input of the trigger circuit is connected to the signal input of the integrator is. In. In this case, the opto-electrical converter itself forms the pulse generator.

Die gesamte Einriclltung wird dabei durch die Lichtimpu).se selbst getriggert.The entire set-up is controlled by the light impulses themselves triggered.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Momentanwertspeicherpaares ein Mittelwertblldner angeschlossen ist. Am Ausgang dieses Mittelwertbildners steht .andauernd die mittlere Energie der gemessenen Impulse oder die mittlere Leistung des Dauerlichts zur Verfügung. Gesäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der optoelektrische Wandler im reflektierten Strahlengang einer im Strahlengang des zu messenden Lichtes angeordneten, aus wenigstens einem Strahlteilerspiegel oder -würfel bestehenden Strahlteieroptik angeordnet. Der Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, daß der Hauptstrahlengang während des Meßvorgangs nicht unterbrochen wird-.- so daß keine besondere Meßzeit notwendig ist. Die Abschwächung des durch die S-trahlteileroptik tretenden Lichtes kann kleingehalten werden und kann bei der Auswertung des Meßergebnisses rechnerisch leicht berücksichtigt werden.An advantageous further development of the device according to the invention is characterized in that a Average value converter is connected. At the output of this averaging unit stands .continuously the mean energy of the measured impulses or the mean power of continuous light available. Buttocks of a particularly advantageous development of the invention, the opto-electrical converter in the reflected beam path is a arranged in the beam path of the light to be measured, from at least one beam splitter mirror or -cube existing radiation egg optics arranged. The advantage of this training consists in that the main beam path is not interrupted during the measurement process becomes -.- so that no special measuring time is necessary. The weakening of the through the S-beam splitter optics of the emerging light can be kept small and can with the evaluation of the measurement result can easily be taken into account arithmetically.

Vorteilhaft ist es, insbesondere bei Messungen an Laserstrahlen und bei Verwendung eines Fotoelements als optoelektrischen Wandler, wenn die Strahlteileroptik eine Streuscheibe und ein Graufilter aufweist, die beide zwischen Strahlteilerspiegel oder -würfel und dem optoelektrischen Wandler im reflektierten Strahlengang angeordnet sind, Die Anordnung hat den Vorteil, daß die gesamte fotoempfindliche Fläche des optoelektrischen Wandlers beleuchtet werden kann.It is particularly advantageous when measuring laser beams and when using a photo element as an opto-electrical converter, if the beam splitter optics has a diffuser and a neutral density filter, both between the beam splitter mirror or cube and the opto-electrical converter arranged in the reflected beam path The arrangement has the advantage that the entire photosensitive area of the opto-electrical converter can be illuminated.

Des weiteren wird die örtlich verschiedene Intensität des Strahles weitgehend ausgeglichen.Furthermore, the locally different intensity of the beam largely balanced.

Vielfach sind die fotoempfindlichen Flächen der optoelektrischen Wandler nicht kreisfärmig sondern rechteckförmig,während der Strahlquerschnitt kreisförmig ist. Um für diesen Fall eine möglichst gute Ausleuchtung des Rechteckes su gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn im reflektierten Strah7engang zwischen Strahlteilerspiegel oder -würfel und optoelektrischem Wandler wenigstens eine Zylinderlinse angeordnet ist, deren Zylinderachse parallel zur Rechteklängsseite verläuft.In many cases, the photosensitive surfaces are the opto-electrical converters not circular but rectangular, while the beam cross-section is circular is. In order to ensure the best possible illumination of the rectangle in this case, it is advantageous if in the reflected beam path between the beam splitter mirror or cube and opto-electrical converter arranged at least one cylindrical lens is, whose cylinder axis runs parallel to the right side of the sound.

Vielfach ist es notwendig, den Strahlquerschnitt zu verkleinern oder zu vergrößern. Dazu ist es von Vorteil im reflektierten Strahlgang zwischen Strahlteilerspiegel oder -würfel und optoelektrischem Wandler ein Teleßystem anzuordnen.In many cases it is necessary to reduce or reduce the beam cross-section to enlarge. For this purpose, it is advantageous in the reflected beam path between the beam splitter mirror or cube and opto-electrical converter to arrange a teleßsystem.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist nicht auf sichtbares Licht beschränkt. Die Art der in der Einrichtung zu verwen.denden optoelektrischen Wandler wird von der Wellenlänge des zu messenden Lichtes bzw. der zu messenden elektromagnetischen Strahlung bestimmt. Für den nahen UV-Bereich, den sichtbaren Bereich und den nahen IR-Bereich bis zu einer Wellenlänge von 900 bis 1000 nm können vorteilhaft Halbleiter-Fotoelemente oder Fotomultiplier verwendet werden.The use of the device according to the invention is not visible Limited light. The type of opto-electrical to be used in the facility The transducer depends on the wavelength of the light to be measured or the one to be measured electromagnetic radiation. For the near UV range, the visible Range and the near IR range up to a wavelength of 900 to 1000 nm Advantageously, semiconductor photo elements or photo multipliers are used.

Für Wellenlängen oberhalb 1000 1rn werden vorteilhaft OEN-Detektoren (OEN = optisch induzierter Ettinghausen-Nernst-Effekt) angewandt. Die Elemente der Strahlteileroptik bestehen in diesem Fall aus Germanium Die erfindungsgemäße Einrichtung und ihre Weiterbildung eignen sich besonders zur quantitativen Erfassung der Ausgangsenergie gepulster Gas- und Festkörperlaser und zur Messung der mittleren Ausgangsleitstung von Dauerstrichlasern. Es kann dabei sowohl die Energie eines einzelnen Impulses als auch der mittelwert einer Impuls serie gemessen werden. Bei Verwendung einer Strahlteileroptik kann die Messung automatisch während des mit dem Laser vorgenommenen Bearbeitungsvorganges erfolgen. Eine zusätzliche Meßzeit ist nicht nötig.OEN detectors are advantageous for wavelengths above 1000 lm (OEN = optically induced Ettinghausen-Nernst effect) applied. The elements of the In this case, beam splitter optics consist of germanium. The device according to the invention and their further training are particularly suitable for the quantitative recording of the output energy pulsed gas and solid-state laser and for measuring the average output power of continuous wave lasers. It can use both the energy of a single pulse as well as the mean value of a pulse series can be measured. When using a Beam splitter optics can take the measurement automatically while using the laser Machining process take place. An additional measuring time is not necessary.

Bei gepulsten Lasern kann die Triggerung der Einrichtung durch den Strahl selbst erfolgen. Eine Synchronisation der Lasersteuerung ist dann nicht nötig. Die Erfindung kann zum Regler für den Laser erweitert werden. Die durch Elitslampenalterung bedingte, im Laufe der Zeit nachlassende Pumpenergie kann automatisch ausgeregelt werden. Eine eventuell notwendige Nachjustierung des Laserresonators auf maximale Ausgangsenergie kann von Hand oder über den Regler vorgenommen werden. Das normale Verfahren, bei dem die Justierung mit HIlfe eines Autokollimationsfernrohres bei ausgeschalteter Maschine vorgenommen wird, enfällt damit.Eei Dauerstrichlasern kann die Triggerung der Einrichtung durch die Steuerung des Lasernetzgerätes erfolgen. Die erfindungsgemaß Einrichtung ist nicht auf Laserlicht beschränlct, sondern eignet sich generell zur Messung der Energie von Lichtimpulsen oder der mittleren Leistung von Dauerlicht. Außerdem können bei Einsatz geeigneter Wandler auch andere Energie formen beispielsweise auch Ultraschallstöße gemessen und ausgewertet werden. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung liegen in ihrem rein elektronischen Aufbau und der daraus resultierenden Schaltschnelligkeit. Die Messung erfolgt quasikontinuierlich; unmittelbar nach Ende der Meßzeit liegt ein neuer Meßwert vor.With pulsed lasers, the device can be triggered by the Beam itself done. A synchronization of the laser control is then not necessary. The invention can be expanded to include a controller for the laser. The one caused by elite lamp aging Conditional pump energy, which decreases over time, can be automatically compensated will. A possibly necessary readjustment of the laser resonator to maximum Output energy can be done manually or via the controller. The normal one Procedure in which the adjustment is carried out with the aid of an autocollimation telescope When the machine is switched off, this is no longer necessary the device is triggered by the control of the laser power supply. The device according to the invention is not restricted to laser light, but is suitable generally used to measure the energy of light pulses or the average power of continuous light. In addition, with the use of suitable converters, other energies can also be used form, for example, ultrasonic shocks can also be measured and evaluated. Further Advantages of the device according to the invention lie in its purely electronic structure and the resulting switching speed. The measurement is carried out quasi-continuously; A new measured value is available immediately after the end of the measuring time.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren erläutert.The invention is explained below with reference to figures.

Figur 1 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung Figur 2 zeigt Spannungsdiagramme über die Zeit t.FIG. 1 shows the block diagram of a device according to the invention FIG. 2 shows voltage diagrams over time t.

Figur 3 zeigt einen schaltungsmäßigen Aufbau des Integrators des Momentanwertspeicherpaares und der Triggerschaltung.FIG. 3 shows a circuit structure of the integrator of the instantaneous value memory pair and the trigger circuit.

Figur 4 zeigt das Blockschaltbild eines Langzeitreglers wie einen gepulsten Festkörperlaser.Figure 4 shows the block diagram of a long-term controller such as one pulsed solid-state laser.

Figur 5 zeigt das Blockschaltbild eines Leistungsmeßgerätes für einen C02-Laser.Figure 5 shows the block diagram of a power meter for a C02 laser.

Figur 6 zeigt eine Strahlteierloptik In der Figur 1 ist in einem Blockschaltbild eine erfindungsgemäße Einrichtung dargestellt, wobei der gestrichelt umrandete Blockteil 1 den wesentlichen Teil der Elektronikeinrichtung bildet. Der Blockteil 1 setzt sich dabei aus dem optoelektrischen Wandler 2 mit der lichtempfindlichen Fläche 12, dem nachgeschalteten Integrator 4 und dem mit dem Ausgang des Integrators verbundenen Momentanwertspeicherpaar 20 mit der Samplestufe 5 und der Holdstufe 6 zusammen.FIG. 6 shows radiation egg optics. FIG. 1 is in a block diagram an inventive Device shown, the dashed line edged block part 1 forms the essential part of the electronic device. Of the Block part 1 consists of the opto-electrical converter 2 with the light-sensitive Area 12, the downstream integrator 4 and the one with the output of the integrator connected instantaneous value memory pair 20 with the sample stage 5 and the hold stage 6 together.

Eine eingangsseitig mit einem Taktgeber verbundene Triggerschaltung 7 sorgt fiir die Steuerung des Integrators und des Momentanwertspeicherpaares. Zwischen dem optoelektrischen Wandler 2 und dem Integrator 4 ist ein Strom-Spannungswandler 3, vorzugsweise mit Verstärkerwirkung, geschaltet. Das Erfordernis eines solchen Strom-Spannungswandlers hängt lediglich vom Ausgangssignal des optoelektrischen Wandlers ab. Beispielsweise kann ein solcher Spannungswandler bei Venvendung eines Fotomultipiers entfallen. Der Eingang der Triggerschaltung 7 ist in der Figur 1 mit dem Eingang des Integrators verbunden. Diese Verschaltung wird bei der Messung der Energie von Lichtimpulsen angewandt. Sie hat den Vorteil, daß eine externe Triggerung entfallen kann.A trigger circuit connected on the input side to a clock generator 7 provides for the control of the integrator and the pair of instantaneous value memories. Between the opto-electrical converter 2 and the integrator 4 is a current-voltage converter 3, preferably with an amplifier effect, switched. The requirement for such Current-voltage converter only depends on the output signal of the opto-electrical Converter. For example, such a voltage converter using a Photo multipliers are not required. The input of the trigger circuit 7 is shown in FIG. 1 connected to the input of the integrator. This interconnection is used during the measurement applied to the energy of light pulses. It has the advantage that external triggering is possible can be omitted.

Die Lichtimpulse selbst triggern die Elektronikeinrichtung.The light pulses themselves trigger the electronic device.

Der optoelektrische Wandler bildet selbst den Taktgeber.The opto-electrical converter itself forms the clock.

Der Ausgang des Momentarnertspeicherpaares ist an ein geeichtes Meßgerät 10 angeschlossen, weiches den zur AusgAngsspannung des Momentanwertspeichers gehörenden Energiewert anzeigt. An diesem Meßgerät kann die Energie des Einzelimpulses abgelesen werden. Weiter ist an den Ausgang des Momentanwertspeichers ein Mittelwertbildner 8 angeschlossen der ausgangsseitig ebenfalls mit einen geeichten Meßgerät 11 verbunden ist.Der Mittelwertbildner mittelt über eine Reihe von Impulsen und am Meßgeräte 11 kann andauernd der mittlere Energiegehalt der vorhergehenden Impulse abgelesen werden.The output of the momentary value memory pair is to a calibrated measuring device 10 connected, which corresponds to the output voltage of the instantaneous value memory Shows energy value. The energy of the individual pulse can be read from this measuring device will. There is also an averaging device at the output of the instantaneous value memory 8, the output side is also connected to a calibrated measuring device 11 The averaging unit averages over a series of pulses and on the measuring device 11 the mean energy content of the previous pulses can be read continuously will.

Mit einem an einen Ausgang der Triggerschaltung 7 angeschlossenen Meßgerät 9 kann das Auftrffen von einelnen Impulsen überwacht und registriert werden. Zur Messung kann die fotoempfindliche Fläche 12 unmittelbar an den Hauptstrahlengang des zu messenden Lichts gebracht werden. Beispielsweise kann das so geschehen, daß die lichtempfindlicho Fläche der emmittierenden Quelle zugewandt wird. Vorteilhaft ist es jedoch, insbesondere bei Messungen an Lasern, den Hauptstrahlengang nicht zu unterbrechen. Vorteilhaft eignet sich dazu eine Strahl-teileroptik. Die Messung kann dabei im durchgehenden oder reflektierten Licht erfolgen. In der Figur 1 ist eine solche Strahlteileroptik, die sich für Laserstrahlen eignet, dargestellt. Sie besteht aus der Hintereinanderschaltung eines unter 45° zur Strahlrichtung des Laserstrahls 17 geneigten Strahlteilerspiegels oder -würfel 13 mit großem Durchlaß (beispielsweise 95%), einer Streuscheibe 1L und eines Graufilters 15. Gemessen wird im reflektierten Strahl 18. Die Notwendigkeit und Art einer zwischen Strahlteilerspiegel und/oder -wLirfel und fotoempfindlicher Fläche angeordneten Optik hängt von der Art des optoelektrischen Wandlers von der Form dessen fotoempfindlicher Fläche und der Art des zu messenden Lichtes ab. Bei Verwendung von Fotoelementen oder Fotomultipiern ist es von Vorteil, wenn die fotoempfindliche Fläche möglichst gleichmäßig ausgeleuchtet und belastet wird. Dies wird durch die Streuscheibe 14 erreicht. Sie gleicht örtlich verschiedene Intensitäten des Strahles aus. Außerdem ist es möglich, durch Variation . des Abstandes der fotoempfindlichen Flächen zur Streuscheibe die Leistungsdichte zu steuern. De Streuscheibe kann beispiels weise aus Keramik oder Al203 bestehen. Das Graufilter 15 ist nur bei großen Intensitäten in den Strahlengang einzubringen, wenn die Gefahr besteht, daß der optoelektrische Wandler übersteuert wird. Es kann an beliebiger Stelle zwischen Strahlteilerspiegel und/oder -würfel und fotoemplindlacher Fläche angebracht werden und hat die rufgabe die Lichtintensität herabzumindern. In der Figur 1 ist in der rückwärtigen Verlängerung des reflektierten Strahles 18 eine Abdeckung 16, beispielsweise ein Spiegel angebracht, die den Austritt eines nach rüclçwärts reflektierten Strahles verhindert. Hinsichtlich der Anordnung des Strahlteilerspiegels oder -würfels ist bei polarisiertem Licht auf den Einfluß der Polarisationsrichtung zu achten.With one connected to an output of the trigger circuit 7 Measuring device 9, the occurrence of individual pulses can be monitored and registered. For the measurement, the photosensitive surface 12 can be directly adjacent to the main beam path of the light to be measured. For example, this can be done in such a way that the light-sensitive area of the facing the emitting source will. However, it is advantageous, especially when measuring lasers, to use the main beam path not to interrupt. Beam splitter optics are advantageously suitable for this purpose. the Measurement can take place in continuous or reflected light. In the figure 1 shows such a beam splitter optics which are suitable for laser beams. It consists of the series connection of one at 45 ° to the beam direction of the Laser beam 17 inclined beam splitter mirror or cube 13 with a large passage (for example 95%), a diffuser 1L and a gray filter 15. Is measured in the reflected beam 18. The need and type of an intermediate beam splitter mirror and / or cube and photosensitive surface arranged optics depends on the The type of optoelectronic transducer on the shape of its photosensitive surface and the type of light to be measured. When using photo elements or photo multipliers it is advantageous if the photosensitive surface is illuminated as evenly as possible and is charged. This is achieved by the lens 14. It resembles locally different intensities of the beam. It is also possible by variation . the distance between the photosensitive surfaces and the diffusing screen is the power density to control. The lens can, for example, be made of ceramic or Al203. The neutral density filter 15 is only to be introduced into the beam path at high intensities, if there is a risk that the opto-electrical converter will be overdriven. It can at any point between the beam splitter mirror and / or cube and the fotoemplindlacher Surface and has the task of reducing the light intensity. In FIG. 1, the reflected beam 18 is in the rearward extension a cover 16, for example a mirror, attached to the exit of a after the reflected beam is prevented. With regard to the arrangement of the Beam splitter mirror or cube is in polarized light on the influence of Pay attention to the direction of polarization.

Anhand der Figur 2 sei die Wirkungsweise der in Figur 1 dargestellten Einrichtung beschrieben. In Figur 2 sind Spannungsdiagramme I bis IV iiber die Zeit t aufgetragen. Das Diagramm I zeigt zwei vom Ausgang des optoelektrischen Wandlers abgegebene, durch rechteckförmige Lichtimpulse erzeugte Spannungsim.pulse. Die Annahme von rechteckförmigen Impulsen dient lediglich zur Vereinfachung und stellt keine Einschränkung der Allgemeinheit dar. Für eine genaue Messung der Energie eines Impulses ist es von Bedeutung, daß die Übertragungscharakteristik des optoelektrischen Wandlers linear ist, d.h. daß die augenblickliche Ausgangsspannung zur augenblicklich einfallenden Intensität proportional ist.The mode of operation of that shown in FIG. 1 is based on FIG Facility described. In Figure 2 are voltage diagrams I to IV over time t applied. The diagram I shows two from the output of the optoelectric Transducer emitted voltage impulses generated by rectangular light impulses. The assumption of rectangular pulses is only for simplification and does not represent a restriction of the generality. For an exact measurement of the energy of a pulse, it is important that the transfer characteristics of the optoelectrical Converter is linear, i.e. the instantaneous output voltage to the instantaneous incident intensity is proportional.

Die Linearität kann wie schon erwähnt durch Herabmindern der Intensität in einen linearen Bereich (Graufilter) oder durch eine geeignete nicht-lineare Nachverstärkung erreicht werden.As already mentioned, the linearity can be achieved by reducing the intensity into a linear range (neutral density filter) or through a suitable non-linear amplification can be achieved.

Die Impulse 1 gelangen auf die Triggerschaltung und auf den Signaleingang des Integrators. Die Triggerschaltung gibt dabei zu Beginn eines jeden der Impulse I, d.h. zu den Zeit punkten t1 und t3 wenigstens ein Signal ab, welches den Integrator aktiviert, die Samplestufe des Momentanwertspeicherpaares in Aufnahmezustand und die Holdstufe 6 auf Speicherzustand setzt und bei Beendigung eines Jeden Impules, d.h. zu den Zeitpunkten t2 und t4, wenigstens ein Signal ab, welches den Integrator auf O zurücksetst, die Samplestufe auf Speicherzustand und die Holdstufe in Aufnahme zustand setzt. In den Impulsdiagrammen II, III und IV sind die Ausgangsspannungen der drei Stufen in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen. Im Spannungsdiagramm II sind die Ausgangsspannungen des Integrators aufgetragen. Zum Zeitpunkt t1 wird der Integrator aktiviert, d.h. er integriert den Eingangsimpuls über die Zeit, wodurch die Spannung zeitlich bis zur Beendigung des Eingangsimpulaes ansteigt. Bei Beendigung des Eingangsimpulses,also- zum Zeitpunkt t2 wird der Integrator auf 0 zurtickgesetzt und während der folgenden Impulspause auf O Volt gehalten. Das Zurücksetzen des Integrators auf 0 bei Beendigung des Eingangsimpulses, also zum Zeitpunkt t2 ist nicht unbedingt erfo.rderlich muß aber vor Beginn des nächstfolgenden Impulses, also zum Zeitpunkt t3 erfolgen.The impulses 1 reach the trigger circuit and the signal input of the integrator. The trigger circuit gives at the beginning of each of the impulses I, i.e. at times t1 and t3, at least one signal which the integrator activated, the sample level of the instantaneous value memory pair in the recording state and the hold level 6 is set to the memory state and at the end of each impulse, i.e. at times t2 and t4, at least one signal which the integrator reset to O, the sample level to memory status and the hold level in recording state sets. In the pulse diagrams II, III and IV are the output voltages of the three stages plotted as a function of time t. In the stress diagram II the output voltages of the integrator are plotted. At time t1 the integrator is activated, i.e. it integrates the input pulse over time, whereby the voltage rises in time until the end of the input pulse. Upon termination of the input pulse, i.e. at time t2 the integrator is reset to 0 and held at 0 volts during the following interpulse period. Resetting the Integrator to 0 when the input pulse ends, i.e. at time t2 not absolutely necessary but must before the beginning of the next impulse, thus take place at time t3.

Es ist jedoch von Vorteil den Integrator unmittelbar bei Beendigung eines jeden Impulses auf 0 zurückzusetzen und dort zu halten, da die bei Operationsverstärkern unvermeidlichen Offsetströme den Rückkopplungskondensator aufladen und somit einen Fehler erzeugen, der beträchtlich sein kann und von Impuls zu Impuls weitergegeben wird.However, it is advantageous to notify the integrator immediately upon termination of each pulse to reset to 0 and to hold there, there the unavoidable offset currents in operational amplifiers use the feedback capacitor charging and thus creating an error which can be considerable and of impulse to impulse is passed.

Bei Beginn des nächstfolgenden Impulses, also zum Zeitpunkt t3 wird der Integrator erneut aktiviert und bei Beendigung des Impulses, also zum Zeitpunkt t4 wieder auf O zurückgesetzt und gehalten. Bei Beginn eines Jeden Impulses wird gleichzeitig mit dem Integrator die Samplestufe auf Aufnahmezustand gesetzt und bei Jedem Zurücksetzen des Integrators auf Speicherzustand gesetzt. Die Ausgangsspannung der Samplestufe ist im Spannungsdiagramm III dargestellt.At the beginning of the next pulse, i.e. at time t3 the integrator is activated again and at the end of the pulse, i.e. at the point in time t4 reset to O and held. At the beginning of each impulse becomes at the same time as the integrator, the sample level is set to recording state and Set to memory status each time the integrator is reset. The output voltage the sample stage is shown in voltage diagram III.

Sie folgt in der aktiven Phase des Integrators, also zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 bzw. t3 und t4 dessen Ausgangsspannung - und bleibt in dessen inaktiver Phase, also zwischen t2 und t3 auf dem zuletzt erreichten Spannungswert. Die Ausgangsspannung der Samplestufe entspricht nur in der Impulspause dem gesuchten Zeitintegral des Impulses über die Impulszeit. Sie kann deshalb nicht zu einer Mittel wertbildung herangezogen werden. Es wird deshalb an die Samplestufe eine Holdstufe angeschlossen, die im Gegentakt zu dieser betrieben wird. Die Ausgangsspannung der Roldstu£e zeigt das Spannungdiagramm IV. Sie wird zu Beginn der inaktiven Phase des Integrators in Aufnahmezustand gesetzt, nimmt die Ausgangsspannung der Samplestufe auf und wird zu Beginn der aktiven Phase des Integrators auf Speicherzustand gesetzt und speichert diesen Wert während der aktiven Phase des Integrators.It follows in the active phase of the integrator, i.e. between the Times t1 and t2 or t3 and t4 its output voltage - and remains in its inactive phase, i.e. between t2 and t3 at the voltage value last reached. The output voltage of the sample stage corresponds to the one you are looking for only in the pulse pause Time integral of the pulse over the pulse time. Therefore it cannot become a means value education can be used. There is therefore a hold level at the sample level connected, which is operated in push-pull to this. The output voltage of the Roldstu £ e shows the voltage diagram IV. It is at the beginning of the inactive phase of the integrator is set in the recording state, takes the output voltage of the sample stage and is set to memory state at the beginning of the integrator's active phase and saves this value during the active phase of the integrator.

Anhand der Figur 3 sei eine Realisierungsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Einrichtung näher beschrieben und erläutert.Based on FIG. 3, a possible implementation of an inventive Facility described and explained in more detail.

Der Integrator 4 besteht aus dem Operationsverstärker 41 dem Eingangswiderstand 42 und dem Rückkopplungskondensator 43. Um ein Aufladendes Integrators 4 in der Impulspause zu vermeiden, und um die Weitergabe des Fehlers zu verhindern, wird der Integrator wie schon erwähnt, in den Impulspausen immer wieder auf 0 Volt gesetzt und gehalten.The integrator 4 consists of the operational amplifier 41 and the input resistor 42 and the feedback capacitor 43. In order to charge the integrator 4 in the To avoid pulse pause and to prevent the error from being passed on As already mentioned, the integrator is always set to 0 volts in the pulse pauses and held.

Dies kann durch Kurzschließen des Rückkopplungskondensators 43 oder durch Verbinden des Integratorausgangs mit dem Besugspotential mittels eines elektronischen Schalters 44 oder 45 geschehen. Die Schaltmöglichkeit mit Schalter 45 ist gestrichelt angedeutet. Vorteilhaft ist es, die Schalter 44 oder 45 durch je ein komplementäres Feldeffekttransiso torpaar zu realisieren, da dann der Integrator sowohl für positive als auch für negative Spannungen verwendet werden kann und außerdem heben sich die Steuerströme und die beim Schalten auftretenden kapazitiven Spannungsstöße angenähert auf. Die Sample und Holdstufe 5 und 6 bestehen jeweils aus den Operationsverstärkern 51 und 61 mit einfacher Rückkopplung den Speicherkondensatoren 52 und 62 und den Schaltern 53 und 63. DieSpeic:herkondensatoren 52 und 62 sind zwischen dem freien Eingang der Operationsverstärker 51 und 61 und dem Bezugspotential, beispielsweise Masse, geschaltet, die Schalter 53 und 63 sind dan Eingängen der Operationsverstärker 51 und 61 vorgeschaltet. Die Triggerchaltung 7 besteht aus zwei in Serie geschalteten Kippstufen, bei der die zweite Kippstufe das invertierte Signal der ersten Kippstufe abgibt. Der Ausgang einer Kippstufe steuert dabei die Schalter 44 und 63 des Integrators und der Holdstufe, während der Ausgang der anderen Kippstufe den Schalter 53 der Samplestufe steuert. Die einzelnen Kippstufen der Triggersch3ltung 7 können wie in Figur 3 angedeutet mittels zweier in komplementärer Weise einfach rückgekoppelten Operationsverstärkern 71 und 72 realisiert werden. Die Schalter 53 und 63 der Smaple- und Holdstufe werden vor teil haft durch Feldeffekttransistoren realisiert. Vorzugsweise werden sämtliche Bauelemente aus integrierten Operationsverstärkern realisiert.This can be done by shorting out the feedback capacitor 43 or by connecting the integrator output to the acquisition potential by means of a electronic switch 44 or 45 happen. The switching option with a switch 45 is indicated by dashed lines. It is advantageous to switch 44 or 45 through ever to realize a complementary field effect transistor pair, since then the integrator can be used for both positive and negative voltages and moreover the control currents and the capacitive voltage surges that occur during switching increase approximated on. The sample and hold stages 5 and 6 each consist of the operational amplifiers 51 and 61 with simple feedback the storage capacitors 52 and 62 and the Switches 53 and 63. The storage capacitors 52 and 62 are between the free ones Input of the operational amplifiers 51 and 61 and the reference potential, for example Ground, switched, the switches 53 and 63 are then inputs of the operational amplifier 51 and 61 upstream. The trigger circuit 7 consists of two series-connected Flip-flops, in which the second flip-flop is the inverted signal of the first flip-flop gives away. The output of a multivibrator controls switches 44 and 63 of the integrator and the hold stage, while the output of the other flip-flop the switch 53 of the Sample stage controls. The individual flip-flops of the trigger circuit 7 can be like indicated in FIG. 3 by means of two simply fed back in a complementary manner Operational amplifiers 71 and 72 can be realized. The switches 53 and 63 of the Smaple and hold stage are partly realized by field effect transistors. Preferably all components are realized from integrated operational amplifiers.

In der Figur 4 ist das Blockschaltbild eines Langzeitreglers für einen gepulsten Festkörperlaser dargestellt. Dieser Langzeitregler besteht aus der Zusammenschaltun der Elektronikeinrichtung 1 mit einem Dreipunktregler. Der Dreipunktregler besteht im wesentlichen aus der Hintereinanderschaltung eines Differenzverstärkers 41 eines Dreipunlctschalters 42 und eines Einstellpotentiometers 43 . Das Ausgangssignal des Mittelwertbildners 8 gelangt über einen Meßverstärker 45, der nur positive Eingangsspannungen überträgt auf einen Eingang des Differenzverstrkers 41. Der Differenzverstärker vergleicht das Mittelwertsignal mit dem von einem Sollwertgeber 46 gelieferten Signal und gibt am Ausgang ein der Reglerabweichung entsprechendes Signal ab. An Differenzverstärker 41 kann auch die Regel verstärkung eingestellt werden. Die Regel abweichung kann auf einem Instrument 47 abgelesen werden Die der Regelabweichung proportionale Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 41 wird von einem Drei-Punktschalter 42 mit einstellbarem Kippwert und einstellbarer Hysterese verarbeitet. über zwei vom Dreipunkt schalter gesteuerte Relais wird ein Motor 48 angetriebes, der das Potentiometer 43, welches die in einer LC-Kette 49 gespeicherte Energie über ein Netzgerät 491 einstellt, betätigt. Die Jeweilige Stellung des Potentiometers 43 kann an einem Meßgerät 431 angezeigt und abgelesen werden.In the figure 4 is the block diagram of a long-term controller for a pulsed solid-state laser shown. This long-term controller consists of the interconnection the electronic device 1 with a three-point controller. The three-point controller exists essentially from the series connection of a differential amplifier 41 one Three-point switch 42 and a setting potentiometer 43. The output signal the averaging unit 8 passes through a measuring amplifier 45, which only has positive input voltages transfers to one Input of the differential amplifier 41. The differential amplifier compares the mean value signal with the signal supplied by a setpoint generator 46 and emits a signal corresponding to the controller deviation at the output. To differential amplifier 41 the rule gain can also be set. The rule deviation can The output voltage proportional to the control deviation can be read on an instrument 47 of the differential amplifier 41 is a three-point switch 42 with adjustable Tilt value and adjustable hysteresis processed. via two of the three-point switch controlled relay, a motor 48 is driven, the potentiometer 43, which adjusts the energy stored in an LC chain 49 via a power supply unit 491, actuated. The current position of the potentiometer 43 can be checked on a measuring device 431 can be displayed and read.

Der Langzeitregler dient vorzugsweise zur Ausrichtung der durch Blitzlampenalterung bedingten,im Laufe der Zeit nachlassenden Pumpenergie Bei der Einstellung des Langzeitreglers kann so vorgegangen werden, daß die günstigste Energieeinstellung anhand von Versuchsergebnissen ermittelt wird. Dazu dient ein Schalter "Auto-Manuell" 421. über diesen Scahlter kann von Hand durch ein Betätigungsteil 422 die günstigste Energieeinstellung vorgenommen werden. Anschließend wird der Schalter 421 auf Regelbetrieb gestellt und der Regler arbeitet. Zwischen dem Mittelwerbildner 8 und dem Meßverstärker 45 ist in der Figur 4 ein Umschalter 81 angebracht, der es erlaubt, von Energieeinzelwert auf Energiemittelwert umzuschalten. Diese Werte können jeweils aneinam Meßgerät 110, welches an den Ausgang des Meßverstärkers 45 angeschlossen. ist, abgelesen werden. Die Elektronikeinrichtung 1 wird von den Laserimpulsen selbst getriggert. Die Elektronikeinrichtung und der Regler werden über die mit 400 und 401 bezeichneten Netzgeräte versorgt.The long-term regulator is preferably used to align the aging caused by flash lamps conditional pump energy, which decreases over time When setting the long-term controller It is possible to proceed in such a way that the most favorable energy setting on the basis of test results is determined. An "Auto-Manual" switch 421 is used for this purpose the most favorable energy setting can be carried out by hand by means of an actuating part 422 will. Then switch 421 is set to control mode and the controller is working. Between the mean generator 8 and the measuring amplifier 45 is shown in the figure 4 a changeover switch 81 is attached, which allows from individual energy value to mean energy value to switch. These values can each be sent to the measuring device 110, which is connected to the output of the measuring amplifier 45 is connected. is to be read. The electronic device 1 is triggered by the laser pulses themselves. The electronic device and the Controllers are supplied via the power supply units marked 400 and 401.

Als optoelektrischer Wandler 12 dient ein Fotoelement. Der mit 403 bezeichnete Der wird über einen Zündquader 404, der eingangsseitig mit der LC-Kette verbunden ist, gesteuert.A photo element is used as the opto-electrical converter 12. The one with 403 The is designated via a squib 404, the input side with the LC chain is connected, controlled.

Als Strahlteileroptik wird die bereits in Fiugur 1 beschriebene Optik verwendete Wird eine Regelung nicht gewünscht, so kann der Regelkreis mittels Schalter 421 abgetrennt werden.The optics already described in FIG. 1 are used as the beam splitter optics used If control is not required, the control circuit can be activated by means of a switch 421 can be separated.

Die Energie wird dann von Hand eingestellte Zur Energiemessung kann dabei das Gerät weiter benutzt werden. -In der Figur 5 ist schematisch im Blockschaltbild eine Leistungsmeßanlage für einen CO2-Laser dargestellt. Mit der Anlage können beispielsweise drei Laser LI bis LIII überwacht werden. Die Anlage wird praktisch so aufgebaut, daß sich beim Bedienungsplatz BI bis BIII eines jeden Lasers ein optoelektrischer Wandler 121 bis 123 und ein Anzeigeinstrument 55 bis 57 befinden, während die Elektronikeinrichtung 1 für alle Laser gemeinsam verwendet wird. Die Versorgung erfolgt über die Lasernetzgeräte I1 bis III1.The energy is then set manually for energy measurement can the device can continue to be used. -In Figure 5 is a schematic block diagram a power measurement system for a CO2 laser is shown. With the system, for example three lasers LI to LIII are monitored. The system is practically set up in such a way that that at the operator station BI to BIII of each laser there is an opto-electric Converter 121 to 123 and a display instrument 55 to 57 are located, while the electronic device 1 is used in common for all lasers. The supply takes place via the laser power supply units I1 to III1.

Die Triggerung der Elektronikeinrichtung 1 erfolgt im MeS-betrieb durch die Lasersteuerungen I2 bis 1112 über Zeitstufen 50, während sie bernjustieren über einen Taktgenerator 5t erfolgt. Das Umschalten vom justierbetrieb auf Meßbetrieb erfolgt über einen Schalter 520. Über einen Umschalter kann der jeweils gewünschte Laser an die Elektronikeinrichtung 1 angeschaltet werden. Die Triggerimpulse weisen konstante Impulsdauer auf, so daß der Integrator mit konstanter Integrationszeit arbeitet. Dadurch ermittelt der Integrator den leistungsproportionalen Mittelwert der leistungsproportionalen Eingangsspannung. Die Mittelwertbildung ist notwendig, um eine 100 Hz Modulation der Laserleistung auszugleichen, die durch die Erzeugung der Gleichspannung aus der Netzspannung bedingt ist. Die Meßzeit beginnt 100 ms nach Beginn des Laserimpulses und ist 250 ms lang Die Zeit von 100 ms wird deshalb eingeführt, weil einmal die Laserleistung zu Beginn des.The electronic device 1 is triggered in the MeS mode by the laser controls I2 to 1112 via time stages 50 while they are over-adjusting takes place via a clock generator 5t. Switching from adjustment mode to measuring mode takes place via a switch 520. The desired Laser are connected to the electronic device 1. The trigger pulses show constant pulse duration, so that the integrator with constant integration time is working. In this way the integrator determines the mean value proportional to the power the power-proportional input voltage. The averaging is necessary to compensate for a 100 Hz modulation of the laser power caused by the generation the direct voltage is caused by the mains voltage. The measuring time begins 100 ms after the start of the laser pulse and is 250 ms long. The time of 100 ms is therefore introduced because once the laser power at the beginning of the.

Pulses überschwingt und zum anderen der zu verwendende Detektor eine relativ große thermische Zeitkonstante hat.Pulse overshoots and on the other hand the detector to be used a has a relatively large thermal time constant.

Nach 100 ms ist das ganze System eingeschwungen. Da das Ein-und Ausschalten des Integrators von elektronischen Schaltern vorgenommen wird (s.Fig,3) spielt die Trägheit des Detektors keine Rolle. Das Ausgangssignal der Elektronikeinrichtung wird über einen Meßverstärker 54 auf die Anzeigeinstrumente bis 57, die an den Bedienungsplätzen B1 bis BIII angebracht sind, gegeben. Als optoelektrische Wandler 121 bis 123 dienen OEN-Detektoren (optisch induzierter Ettinghausen-Nernst-Effekt). Die Ausgangsspannung dieser OEN-Detektoren beträgt leitstungsabhängig einige mV. Um auf den für die weitereVer arbeitung notwendigen Spannungsbereich von einigen Volt zu kommen, muß das Signal deshalb von einem Vorverstärker 31 bis 33 etwa tausenfach verstärkt werden. Um Einstreuungen auf der Leitung zwischen Detektor und Vorverstärker zu vermeiden, ist der Vorverstärker in der Nähe des Detektors anzubringen; Nur das gegen Einstreuungen unempfindliche, verstärkte Signal wird zur Elektronikeinrichtung weitergeleitet. Außerdem kann durch Verstellen der Verstärkung ein unterschiedlicher Aufbau der Strahlteileroptik auf einfache Art korrigiert werden, so daß bei gleicher Eingangsleistung die Ausgangsleistung aller Meßköpfe gleich ist.After 100 ms the whole system has settled. As the on and off of the integrator is made by electronic switches (see Fig. 3) plays the Inertia of the detector does not matter. The output signal of the electronic device is via a measuring amplifier 54 on the display instruments to 57 on the operator stations B1 to BIII are attached, given. Serving as opto-electrical converters 121 to 123 OEN detectors (optically induced Ettinghausen-Nernst effect). The output voltage of these OEN detectors is a few mV, depending on the power. To get to the for the further ver The signal must be in the necessary voltage range of a few volts can therefore be amplified about a thousand times by a preamplifier 31 to 33. To interspersions The preamplifier should be avoided on the line between detector and preamplifier to be placed near the detector; Only that which is insensitive to interference The amplified signal is passed on to the electronic device. Also can through Adjusting the gain on a different structure of the beam splitter optics simple type can be corrected, so that with the same input power the output power of all measuring heads is the same.

In der Figur 6 ist eine Strahlteileroptik für die in Figur 5 beschriebene Anlage dargestellt. Der Laserstrahl trifft vom Laser herkommend auf eine unter 450 zur Strahlrichtung geneigten Germaniumplatte 61O,an der ein geringer Teil (etwa 1-5%) der Laserausgangsleitung abgelenkt wird. In einem aus einer Sammellinse 620 und einer Zerstreuungslinse 6 bestehenden Telesystem wird der Durchmesser des parallelen Strahlenbündels reduziert. Von einer nachfolgenden Zylinderlinse 6t wird der Strahl in einer Richtung aufgeweitet (Höhe des OEN-Detektors), so daß die gesamte empfindliche Fläche des OEN-Detektors bestrahlt wird. Die Linsen 620 bestehen vorzugsweise aus Germanium.In FIG. 6 there is a beam splitter optics for the one described in FIG Plant shown. The laser beam coming from the laser hits one below 450 Germanium plate 61O inclined to the direction of the beam, on which a small part (approx 1-5%) of the laser output line is deflected. In one of a converging lens 620 and a diverging lens 6 existing telesystem is the diameter of the parallel Reduced beam. The beam is generated by a subsequent cylinder lens 6t widened in one direction (height of the OEN detector), so that the entire sensitive Area of the OEN detector is irradiated. The lenses 620 preferably consist of Germanium.

14 Ansprüche 6 Figuren14 claims 6 figures

Claims (14)

P a t e n t a n s p r ü c h e einrichtung zur quantitativen Messung der Energie von Lichtimpulsen oder der mittleren Leistung von Dauerlicht, insbesondere von Gas- und Festkörperlasern mit wenigstens einem, im Strahlengang des Lichtes angeordneten optoelektrischen Wandler und mit einer an dessen Ausgang angeschlos senen Elektronikeinrichtung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elektronikeinrichtung wenigstens einen auf Null rücksetzbaren Integrator (4) und wenigstens ein als Sample- und Holdstufe arbeitendes. Momentanwertspeicherpaar (20) aufweist, wobei der Ausgang des optoelektrischen Wandiers erforderlichenfalls über einen Strom-Spannungswandler und/oder einen Spannungsverstärker mit einem Signaleingang des Integrators und der Ausgang des Integrators mit einem Signaleingang des Momentanwertspeicherpaares verbunden ist, und daß eine Triggerschaltung (7) vorhanden ist, deren Eingang an einem Impulsgeber angeschlossen ist und die ausgangsseitig mit Steuereingängen des Integrators und des Momentanwertspeicherpaares verbunden ist, wobei die Triggerschaltung zu Beginn eines jeden vom Impulsgeber erzeugten Impulses wenigstens ein Signal abgibt, welches den Integrator aktiviert, die Samplestufe (5) des Momentanwertspeicherpaares in Aufnahmezustand und die Holdstufe (6) auf Speicherzustand setzt und die bei Beendigung eines jeden Impulses wenigstens ein Signal abgibt, das den Integrator auf Null zurücksetzt, die Sam?lestufe auf Speicherzustand und die Holdstufe in Aufnahmezustand versetzt. P a t e n t a n s p r ü c h e device for quantitative measurement the energy of light pulses or the average power of continuous light, in particular of gas and solid state lasers with at least one, in the beam path of the light arranged opto-electrical converter and connected to one at its output This electronic device, characterized in that the electronic device at least one resettable to zero integrator (4) and at least one as a sample and hold level working. Has instantaneous value memory pair (20), the output of the opto-electrical converter, if necessary, via a current-voltage converter and / or a voltage amplifier with a signal input of the integrator and the The output of the integrator is connected to a signal input of the instantaneous value memory pair is, and that a trigger circuit (7) is present, the input of which is connected to a pulse generator is connected and the output side with control inputs of the integrator and of the instantaneous value memory pair is connected, with the trigger circuit at the beginning of each pulse generated by the pulse generator emits at least one signal which the integrator is activated, the sample stage (5) of the instantaneous value memory pair in The recording state and the hold level (6) are set to the memory state and the one upon termination of each pulse emits at least one signal that resets the integrator to zero, the collection level is set to the storage state and the hold level is set to the recording state. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t , daß die aktiven Zustände und die Ruhezustände des Integrators und der Sample- und Holdstufe über elelctronische Schalter gesteuert werden, wobei ein erster Schalter (44) parallel zum Rücklkkopplungskondensator des Integrators ein zweiter Schalter (53) in den Eingang der Samplestufe und ein dritter Schalter (63) in den Eingang der Holdstufe geschaltet ist.2. Device according to claim 1, characterized g e k e n n z e i c hn e t that the active states and the idle states of the integrator and the sample and hold stage are controlled via electronic switches, with a first switch (44) a second switch parallel to the feedback capacitor of the integrator (53) in the input of the sample stage and a third switch (63) in the input the hold level is switched. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Triggerschaltung aus zwei in Reihe geschalteten Kippstufe (71, 72) besteht, wobei die zweite Kippstufe das zur ersten Kippstufe invertierte Signal abgibt und wobei der Ausgang einer Kippstufe mit den elektronischen Schaltern des Integrators und der Samplestufe und der Ausgang der anderen Kippstufe mit dem elektronischen Schalter der Holdstufe verbunden ist.3. Device according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the trigger circuit consists of two flip-flops (71, 72) connected in series, wherein the second flip-flop outputs the inverted signal to the first flip-flop, and the output of a multivibrator with the electronic switches of the integrator and the sample stage and the output of the other flip-flop with the electronic one Switch of the hold stage is connected. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Impulsgeber Impulse von konstanter Impulsdauer erzeugt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the pulse generator generates pulses of constant pulse duration. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , aaß der Eingang der Triggerschaltung an den Signaleingang des Integrators angeschlossen ist.5. Device according to one of claims 1 to 9, characterized g e k e n n z e i c h n e t, aass the input of the trigger circuit to the signal input of the Integrator is connected. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an den Ausgang des Momentanwertspeicherpaares ein tEttelwertbildner (8) angeschlossen ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized g e k e n n z e i c h n e t that at the output of the instantaneous value memory pair a tEttelwertbildner (8) is connected. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der optoelektrische Wandler im reflektierten Strahlengang einer im Strahlengang des zu messenden Lichtes angeordneten, aus wenigstens einem Strahlteilerspiegel oder -würfel (13) bestehenden Strahlteileroptik angeordnet ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the opto-electrical converter in the reflected beam path one arranged in the beam path of the light to be measured, of at least one Beam splitter mirror or cube (13) existing beam splitter optics is arranged. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Strahlteileroptik eine Streuscheibe (14) und ein Graufilter (15) aufweist, die beide zwischen Strahlteilerspiegel oder -ürfel und dem optoelektrischen Wandler im reflektierten Strahlengang angeordnet ..sind.8. Device according to claim 7, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the beam splitter optics have a diffuser (14) and a gray filter (15), both between the beam splitter mirror or cube and the opto-electrical converter are arranged in the reflected beam path. 9.. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß im reflektierten Strahlengang zwischen Strahlteilerspiegel oder -würfel und opto- -elektrischem Wandler wenigstens eine Zylinderlinse angeordnet ist.9 .. Device according to claim 7, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that in the reflected beam path between beam splitter mirror or cube and opto-electrical converter arranged at least one cylinder lens is. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß im reflektierten Strahlengang zwischen Strahlteilerspiegel oder -würfel und optoelektrischem Wandler ein Telesystem angeordnet ist.10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized g e k e n n z e i c h n e t that in the reflected beam path between the beam splitter mirror or cube and opto-electrical converter a telesystem is arranged. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der optoelektrische Wandler ein Fotomultiplier ist.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized g e k e It should be noted that the opto-electrical converter is a photomultiplier. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der optoelektrische Wandler ein Halbleiter-Fotoelement ist.12. Device according to one of claims 1 to 10, characterized g e k e It is noted that the opto-electrical converter is a semiconductor photo element is. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der optoelektrische Wandler ein OEN-Detektor ist.13. Device according to one of claims 1 to 10, characterized g e k e It is noted that the optoelectronic transducer is an OEN detector. 14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10 und Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elemente der Strahlteileroptik aus Germanium bestehen.14. Device according to one of claims 7 to 10 and claim 13, in that the elements of the beam splitter optics are made from Germanium consist. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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