Меню

Единицей измерения мощности лазерного излучения является



9.4. Измерение мощности лазерного излучения

9.4. Измерение мощности лазерного излучения

Мощность и энергия излучения лазеров — это различные, хотя и тесно связанные друг с другом величины. Мощность и энергию лазерного излучения обычно называют энергетическими параметрами.Лазерное излучение принято характеризовать следующими параметрами:

• мощностью излучения Р при работе лазера в непрерывном режиме;

• энергией излучения одиночных импульсов

W=p(t)dt, (9.9)

где τи — длительность импульса излучения;

• средней мощностью в импульсе

Р ср и = W / τи (9.10)

• средней мощностью импульсно-модулированного излучения

Рср = p(t)dt (9.11)

Здесь Т— период следования импульсов.

Измерения энергии и мощности лазерного излучения не отличаются достаточно высокой точностью (ошибки измерения около 2,5 % и редко понижаются до 0,5 %).

Мощность и энергию излучения лазеров измеряют различными методами , в том числе и методами, применяемыми для СВЧ-диапазона. Однако реализация для волн оптического диапазона имеет некоторые отличия.

Для измерения импульсов лазерного излучения с энергией менее 10-3 Дж применяют вакуумный микрокалориметр с поглотителем в виде миниатюрного конуса, изготовленного из медной фольги и имеющего массу около 0,1г. Измеряемое излучение направляют в поглотитель с помощью короткофокусной линзы. Изменение температуры поглотителя регистрируется дифференциальной медно-константановой термопарой. Один из спаев термопары укреплен на вершине конуса, а другой (холодный) присоединен к траверсе, выходящей наружу через ножку колбы. Конус вклеен в слюдяную пластину, закрепленную в специальных держателях. При использовании гальванометра чувствительность прибора составляет 0,8 мДж на деление шкалы.

Измеряют энергию лазера и жидкостными калориметрами, подобным рассмотренным в разд. 9.2. Основной недостаток калориметров с датчиками температуры — большое время установления теплового равновесия (единицы минут). За это время часть тепла теряется на излучение и конвекцию, что является причиной дополнительных погрешностей измерения уровня поглощаемой энергии. Этого недостатка лишены жидкостные калориметры для измерения больших энергий излучения, работающие подобно термометрам. Примером такого калориметра может служить специальный сосуд, наполненный раствором нитрата меди в ацетонитриле. Концентрацию нитрата меди подбирают так, чтобы коэффициент пропускания ячейки длиной 75 мм составлял 10-4 для падающей энергии излучения на длине волны рубинового лазера. Сосуд связан с тонким капилляром диаметром 0,1 мм, в который мо-жет выходить жидкость при расширении. Обычно уровень жидкости уста-навливается так, что ее подъему на 25 мм соответствует увеличение изме-ряемой энергии на 2,5 Дж.

Фотоэлектрические измерители лазерного излучения

Фактически любой фотоприемник, выходной сигнал которого пропорционален падающему лучистому потоку, позволяет измерять мощность непрерывного излучения лазеров или энергию их импульсного излучения. Для измерения средней мощности излучения лазеров непрерывного действия применяют полупроводниковые фотоприемники ср-п -переходом. Энергию излучения лазеров, работающих в импульсном режиме, измеряют интегриро- ванием выходного сигнала фотоприемника.

Измерители больших импульсных мощностей лазерного излучения

Большие импульсные мощности часто измеряют с помощью различных эффектов в кристаллах, прозрачных для лазерного излучения.

Сегнетоэлектрический измеритель мощности. При падении излучения на сегнетоэлектрик (пироэлектрик) на кристалле или на последовательно соединенном с ним резисторе удается получить пироэлектрическое напряже­ние, которое можно измерить.

В качестве сегнетоэлектриков применяют титанат бария, титанат свинца, моногидрат сульфата лития и др. Для измерения силы пиротока на противо­положные стороны кристалла напыляют серебряные или золотые электроды (рис. 9.9, а).

Читайте также:  Как рассчитать мощность напольный конвектор

Приемник обычно выполняют в виде цилиндрического конденсатора с круглым или прямоугольным входным отверстием. Сфера состоит из двух полусфер, изготовленных из пироактивной керамики титаната бария и соединенных специальным образом. На внешнюю и внутреннюю noверхности полусфер наносят серебряные электроды, к которым присоединяются тонкие проводники. Для измерения высоких интенсивностей излучения внутреннюю поверхность сферы покрывают тугоплавким слоем с большой отражательной способностью— например, слоем платины толщиной 0,1 мм.

Рис. 9.9. Схемы измерителей больших импульсных мощностей:

а — на сегнетоэлектрике б — на обратном электрооптическом эффекте;

1 — измеритель; 2 — электроды, 3 — пластины конденсатора

Измеритель мощности излучения с использованием обратного электрооптического эффекта. Данный эффект состоит в том, что при падении монохроматического излучения на некоторые кристаллы в них возникает поляризация. Если такой кристалл поместить в конденсатор специальной формы (рис. 9.9,6), то измеряемая мощность излучения будет связана с напряжением и на зажимах конденсатора определенным соотношением.

Наиболее эффективно использовать полупроводники при измерении мощности лазеров, работающих в инфракрасном диапазоне (например, лазеров на СО2). Верхний уровень измеряемой мощности определяется оптической прочностью кристалла, которая для пьезокристаллов находится в пределах (0,15…1)1010 Вт/см2, что сравнимо с оптической прочностью оптических стекол лучших марок, используемых в лазерах.

Измеритель мощности с использованием обратного электрооптического эффекта содержит прозрачный для измеряемого излучения кристалл; конденсатор с помещенным в него кристаллом, с пластин которого снимается напряжение, пропорциональное пиковой мощности импульса лазера; электронную схему для измерения наведенной ЭДС (как правило, вольтметра амплитудного значения). Для регистрации длительности лазерного импульса при измерении энергии излучения к измерителю мощности может подключаться осциллограф.

Пондеромоторный ваттметр. Действие пондеромоторного (механического) измерителя основано на использовании светового давления. Давление электромагнитных волн на отражающую поверхность пропорционально значению вектора Умова-Пойнтинга, который определяет плотность потока энергии, проходящей ежесекундно через единичную площадь. Такие при­боры применяют для измерения энергии и мощности излучения лазеров, работающих как в импульсном, так и непрерывном режимах. Верхний пре­дел измеряемых величин мощности или энергии практически не ограни­чен. Пондеромоторные измерители мощности обладают высокой точно­стью измерений, потребляют незначительную мощность, малоинерционны и не боятся перегрузок. Их недостатком является низкая виброустойчи­вость и необходимость тщательного согласования и изготовления деталей по высшему классу точности.

Источник

Квалификационные тесты по физиотерапии (2019 год) с ответами — часть 6

VI . Светолечение

Укажите один правильный ответ

181. 06.01. Физическую сущность света составляют:

а) электромагнитные волны с длиной волны от 0,4 до 0,002 мкм (+)

б) направленное движение электрически заряженных частиц

в) механические колебания частиц среды

г) электромагнитные волны длиной от 1 м от 1 мм

д) направленный поток ионов

182. 06.02. Между энергией кванта и длиной волны существует зависимость

а) прямо пропорциональная

б) обратно пропорциональная (+)

183. 06.03. Глубина проникновения в ткани электромагнитных волн оптического диапазона в большей степени зависит

а) от мощности светового потока

в) оптических свойств поглощающей среды

г) времени облучения

Читайте также:  Миксер bosch 36440 мощность

д) вида облучателя

184. 06.04. Диапазон длины волны инфракрасного излучения составляет:

а) 0,76 мкм — 400 мкм (+)

б) 0,76 мкм – 0,4 мкм

в) 0,9 мкм — 0, 76 мкм

г) 0,4 мкм-0,18 мкм

д) 0,28 мкм — 0,02 мкм

185. 06.05. Диапазон длины волны видимого излучения составляет:

а) 140 мкм — 0, 76 мм

б) 0,4 мкм-0,18 мкм

в) 0,76 мкм — 0,4 мкм (+)

г) 140 мкм — 0, 7 мкм

д) 0,28 мкм-0,18 мкм

186. 06.06. Диапазон температур генерации инфракрасного излучения составляет:

187. 06.07. Глубина проникновения в ткани некогерентного потока электромагнитных волн инфракрасного диапазона составляет около:

188. 06.08. Для лечения желтухи новорожденных используют синий свет в диапазоне:

189. 06.09. Инфракрасное облучение от аппарата «ЛИК» локальных участков проводят с расстояния:

а) 5 — 10 см от излучателя

б) 25 — 30 см над больным

в) 50 — 75 см сбоку от больного (+)

г) 100 см непосредственно над больным

д) контактно на тело

190. 06.10. Воздействие инфракрасным излучением на разные участки в один день несовместимо:

а) с лекарственным электрофорезом

б) со светотепловой ванной (+)

в) с электрическим полем УВЧ

г) с синусоидальными модулированными токами

д) с ультразвуком

191. 06.11. В оптическом спектре ультрафиолетовое излучение занимает диапазон:

192. 06.12. Глубина проникновения ультрафиолетового излучения в ткани составляет:

193. 06.13. Длинноволновую часть ультрафиолетового спектра преимущественно поглощает:

б) протоплазма клетки (+)

в) оболочка клетки

д) все структуры одинаково

194. 06.14. Коротковолновый участок преформированного ультрафиолетового спектра находится в диапазоне:

195. 06.15. Для ультрафиолетовой эритемы не характерно:

а) появление ее во время процедуры (+)

б) появление через 3-8 ч после облучения

в) зависимость от длины волны УФ-излучения

г) наличие четких границ

д) пигментация участка облучения

196. 06.16. Наиболее длительно сохраняющуюся эритему обеспечивает УФ-излучение длинной волны:

197. 06.17. Расстояние от кожных покровов до лампы ультрафиолетового облучения при определении средней биодозы должно составлять:

198. 06.18. При изменении расстояния от лампы до тела человека биодоза меняется:

а) пропорционально расстоянию

б) обратно пропорционально расстоянию

в) прямо пропорционально квадрату расстояния

г) остается неизменной

д) обратно пропорционально квадрату расстояния (+)

199. 06.19. Определение средней биодозы ультрафиолетового облучателя следует проводить:

а) 1 раз в месяц

б) 2 раза в месяц

в) 1 раз в два месяца

г) 1 раз в три месяца (+)

д) 1 раз в полгода

200. 06.20. Максимальная однократная площадь, допускаемая для местного эритемного УФ-облучения для взрослых, составляет:

201. 06.21. Местную эритемотерапию на одну область можно сочетать с:

д) светотепловой ванной

202. 06.22. Единицей измерения мощности лазерного излучения является:

203. 06.23. Глубина проникновения в кожу лазерного излучения в красной части спектра с L -0,63 мкм составляет:

204. 06.24. Начальная терапевтическая доза лазерного излучения составляет:

205. 06.25. Потоку света присущи все перечисленные явления, кроме:

206. 06.26. К источникам инфракрасного излучения относятся все перечисленные аппараты, кроме:

б) светотепловой ванны,

в) лампы «Соллюкс»,

Читайте также:  Тепловентилятор мощность 1500 вт

г) лампы ртутно-кварцевой, (+)

207. 06.27. Реакция, происходящая в тканях под действием широкополосного инфракрасного излучения большой мощности, характеризуется всем, кроме:

а) повышения температуры облучаемого участка,

б) ускорения физико-химических процессов,

в) ускорения броуновского движения молекул,

г) улучшения кровоснабжения тканей,

208. 06.28. Видимый спектр лучистой энергии оказывает на организм все перечисленные виды действия, кроме:

209. 06.29. Широкополосное инфракрасное излучение показано при всех перечисленных поражениях, кроме:

а) вялогранулирующих ран,

б) язв после ожогов и обморожений,

в) заболеваний мышц (посттравматические контрактуры),

г) рожистого воспаления (+)

д) заболеваний периферической нервной системы

210. 06.30. При оформлении назначений местных УФ-облучения в рецепте указывают все, кроме:

а) количества процедур на курс,

б) дозы облучения,

в) количества полей,

г) локализации воздействия,

д) плотности потока мощности (+)

211. 06.31. Большая часть фотобиологических процессов, протекающих в организме под действием УФ-излучения, обусловлена всем перечисленным, кроме:

а) распада крупных белковых молекул,

б) образования свободных радикалов,

в) синтеза новых белковых структур,

г) появления веществ, обладающих высокой биологической активностью (гистамин, ацетилхолин),

д) образования поляризационных полей (+)

212. 06.32. Биологические эффекты, сопровождающие формирование эритемы при ультрафиолетовом излучении, включают все перечисленное, кроме:

а) образования витамина D,

б) сдвига кислотно-щелочного равновесия в тканях,

в) повышения фагоцитарной активности лейкоцитов,

г) угнетения фосфорно-кальциевого обмена, (+)

д) усиления пигментации.

213. 06.33. К селективным источникам ультрафиолетового излучения не относят:

1. групповой облучатель носоглотки — УГН, (+)

2. облучатель бактерицидный настенный — ОБН,

3. бактерицидный облучатель – БОП-4,

4. эритемный облучатель длинноволновый — ЭОД,

5. установку для ПУВА-терапии- УФО-1500

214. 06.34. Интегральным источником ультрафиолетового излучения не является облучатель:

а) ртутно-кварцевый стационарный — ОРК-21,

б) кварцевый настольный переносной — ОКН,

в) маячного типа — «Большой маяк»- УГД-3,

г) групповой облучатель носоглотки — УГН,

д) бактерицидный переносной — БОП-4. (+)

215. 06.35. Техника безопасности при работе с аппаратами ультрафиолетового излучения предусматривает все перечисленное, кроме:

а) светозащитных очков,

б) заземления аппарата,

в) защитной «юбочки» на облучатель,

г) проверки средней биодозы лампы,

д) экранирования кабины. (+)

216. 06.36. Под действием больших эритемных доз ультрафиолетового излучения:

а) снижается чувствительность нервных рецепторов,

б) преобладают тормозные процессы в центральной нервной системе,

в) снижается сахар в крови,

г) улучшается проницаемость сосудистой стенки,

д) правильно а и в (+)

217. 06.37. Для лечения ультрафиолетовым излучением показаны все перечисленные заболевания, кроме:

г) ревматоидного артрита,

218. 06.38. Под влиянием лазерного излучения в тканях не происходит:

а) активации ядерного аппарата клетки и системы ДНК — РНК — белок,

б) повышения репаративной активности тканей (активация размножения клеток),

в) повышения активности системы иммунитета,

г) изменения концентрации ионов на полупроницаемых мембранах, (+)

д) улучшения микроциркуляции

219. 06.39. Лазерное излучение оказывает на организм все перечисленные влияния, кроме:

г) стимулирующего нейро-мышечную активность, (+)

220. 06.40. Правилами техники безопасности при работе с лазерами не предусматривается:

а) защитные очки для пациента,

б) защитные очки для персонала,

в) установка приточно-вытяжной вентиляции , (+)

Источник