Введение
Глава 1. Тепловые позиционно-чувствительные из мерительные преобразователи лазерного излучения и возможности их совершен ствования 16
1.1. Классификация тепловых позиционно-чувствительных измерительных преобразователей лазерного излучения . 16
1.2. Основные параметры тепловых ГТЧИП 19
1.3. Основная относительная погрешность амплитудных ПЧИП 24
1.4. Многоэлементные тепловые ПЧИП 28
1.5. Дифференциальные тепловые ПЧИП 31
1.6. Интегрирование преобразовательного элемента дифференциального термоэлектрического ПЧИП на полупроводниковом монокристалле 35
Глава 2. Методы расчета температурного поля подложки. принцип действия планарного ПЧИП 42
2.1. Общие вопросы математического моделирования планарного ПЧИП 42
2.2. Постановка краевой задачи теплопроводности 46
2.3. Коэффициент теплоотдачи с поверхности подложки 49
2.4. Температурная зависимость теплопроводности кремния 52
2.5. Решение краевой задачи теплопроводности методом рядов Фурье 53
2.6. Учет теплового сопротивления клеевых соединений 57
2.7. Решение краевой задачи теплопроводности в случае облучения планарного ПЧИП несфокусированным лазерным пучком 60
2.8. Анализ упрощенной модели планарного ПЧИП 61
2.9. Выводы по второй главе 72
Глава 3. Оптимизация планарного пчип. конструк ция и технология изготовления планар ного преобразовательного элемента 73
3.1. Расчет сигналов термобатарей планарного ПЧИП 73
3.2. Оптимизация способа изоляции термобатарей планарного ПЧИП 76
3.3. Оптимизация технологии изготовления планарного преобразовательного элемента 80
3.4. Оптимизация геометрических параметров планарного преобразовательного элемента 86
3.5. Оптимизация степени легирования кремния и плотности упаковки термопар 94
3.6. Выводы по третьей главе 101
Глава 4. Математическое моделирование характе ристик планарных ПЧИП 102
4.1. Основные параметры и характеристики ПЧИП, рассматриваемые в ходе математического моделирования 102
4.2. Общие вопросы расчетных исследований характеристик планарных ПЧИП 103
4.3. Характеристики планарных ПЧИП при идеальном тепловом контакте подложки с термостатом и идентичных термобатареях 111
4.3.1. Характеристики и параметры планарных ПЧИП с коллектором энергии 10x10 мм2 и 14x14 мм2 111
4.3.2. Характеристики и параметры планарного ПЧИП с коллектором энергии 20x20 мм2 124
4.3.3. Характеристики и параметры планарного ПЧИП с дисковым коллектором энергии диаметром 24 мм 130
4.4. Нормированная позиционная, зонная и приведенная позиционная характеристики планарных ПЧИП с учетом теплового сопротивления клеевых прослоек между подложкой и термостатом 137
Глава 5. Экспериментальные исследования пла нарных пчип. перспективы создания на их базе многофункциональных рабочих средств измерений 150
5.1. Общие вопросы экспериментального определения основных характеристик и параметров планарных ПЧИП 150
5.2. Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований основных характеристик планарных ПЧИП 154
5.2.1. Система стабилизации мощности излучения лазера, генерирующего на длине волны 0,63 мкм 154
5.2.2. Система стабилизации мощности излучения лазера, генерирующего на длине волны 10,6 мкм 159
5.2.3. Методы и схемы измерений параметров планарных ПЧИП 162
5.3. Результаты экспериментальных исследований характе ристик планарных ПЧИП 165
5.3.1. Измерение параметров и характеристик планарных ПЧИП методом замещения 166
5.3.2. Характеристики планарных ПЧИП с коллекторами энергии 10x10 мм2 и 14x14 мм2 168
5.4. Многофункциональные рабочие средства измерений пространственно-энергетических характеристик непре рывного лазерного излучения на базе планарных ПЧИП 174
5.4.1. Методы измерений основных пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения 174
5.4.2. Средства измерений пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения 175
5.4.3. Метрологическое обеспечение измерений пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения 177
5.4.4. Рабочие средства измерений пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения на базе планарных ПЧИП 178
5.4.5. Специализированные рабочие средства измерений лазерного излучения на базе планарных ПЧИП 180
5.5. Выводы по пятой главе 184
Заключение 185
Библиографический список 187
