Устройство для измерения заряда и длительности сгустков заряженных частиц

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАРЯДА И ДЛИТЕЛЬНОСТИ СГУСТКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ по авт.св. № 1056869, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, дополнительно внутрь электронопровода соосно его продольной оси введено эллиптическое тонкостенное металлическое кольцо, установленное на электрооптическом кристалле и изоляционной пластине, прикрепленных к противоположным стенкам электронопровода таким образом, что в радиальном сечении кольца его наибольшие радиусы соответствуют точкам крепления кольца к кристаллу и пластине, а кольцо выступает в обе стороны за кристалл на расстояние, не меньшее толщины кристалла, при этом к пластине через разъем подключен дополнительно введенный источник эталонного напряжения. (Л to о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) Ш4 Н05Н700

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1056869 (21) 3595302/18-21 (22) 23.05 83 (46) 30.04.87. Бюл. N - 16 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (72) A.Г. Гармаш, И.В. Пищулин и Н.Г. Соловьев (53) 621.384.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1056869, кл. Н 05 Н 7/00,21.10.82. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЗАРЯДА И ДЛИТЕЛЬНОСТИ СГУСТКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ по авт.св. N 1056869, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, дополнительно внутрь электронопровода соосно его продольной оси введено эллиптическое тонкостенное металлическое кольцо, установленное на электрооптическом кристалле и изоляционной пластине, прикрепленных к противоположным стенкам электронопровода таким образом, что в радиальном сечении кольца его наибольшие радиусы соответствуют точкам крепления кольца к кристаллу и пластине, а кольцо выступает в обе стороны за кристалл на расстояние, не меньшее толщины кристалла, при этом к пластине через разъем подключен дополнительно введенный источник эта- 19 лонного напряжения.

1120910

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к устройствам для измерения заряда и длительности электронных сгустков.

По основному авт,св. - 1056869 известно устройство для измерения заряда и длительности сгустков заряженных частиц, содержащее преобразователь, чувствительный к электромагнитному излучению сгустка, реализованный 10 на электрооптическом кристалле и соединенный через элементы ввода-вывода со скрещенными поляризаторами, источник, регистратор и средства транспортировки оптического излучения от ис- 15 точника к входному поляризатору и от выходного поляризатора к регистратору, а преобразователь совместно с элементами ввода-вывода оптического излучения реализован на электрооптичес- 20 ком кристалле в виде тонкопленочного волновода и прикреплен одной плоскостью к внутренней стенке канала транспортировки так, что направление распространения оптического излучения в кристалле параллельно предполагаемой траектории движения сгустков.

Повышение чувствительности первичного преобразователя достигается за счет увеличения оптической длины Ю кристалла, что приводит к снижениюширокополосности. Кроме того, из-за температурной нестабильности электрооптического кристалла необходимо осуществлять периодическую калибровку 5 преобразователя, что в описанном устройстве. практи ески не реализуема.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения. 40

Цель достигается тем, что в устройство внутрь электронопровода соосно его продольной оси введено эллиптическое тонкостенное металлическое кольцо, установленное на электро- 45 оптическом кристалле и изоляционной пластине, прикрепленных к противоположным стенкам электронопровода так, что в радиальном сечении кольца его наибольшие радиусы соответствуют точ- 5О кам крепления кольца к кристаллу и пластине, а кольцо выступает в обе стороны за кристалл на расстояние, не меньшее толщины кристалла, причем к пластине через разъем подключен до- 55 полнительно введенный источник эталонного напряжения.

На чертеже представлено предложенное устройство.

Тонкостенное металлическое кольцо

1 установлено внутрь электронопровода 2 на электрооптическом кристалле

3 и изоляционной пластине 4. Обращенные к кольцу и к электронопроводу поверхности кристалла и пластины металлизированы. К пластине 4 через разъем

5 подведено эталонное напряжение.Ось кольца совпадает с предполагаемой ,траекторией сгустка.

Устройство работает следующим образом.

Сгусток заряженных частиц, двигаясь по оси электронопровода 2, создает на кольце 1 электрическое поле,напряженность которого линейно связана с плотностью заряда по длине сгустка.

Изменение напряженности электрического поля вызывает соответствующее изменение оптических свойств электрооптического кристалла 3. Оптическое излучение, прошедшее через кристалл,становится промодулированным по фазе.

Известными способами фазовая модуляция преобразуется в амплитудную модуляцию. Оптический сигнал, промодулированный по амплитуде, воспринимается фотоприемным устройством, регистрирующим заряд и длительность сгустка.При этом выбор формы кольца в радиальном сечении, например эллиптической,обес- печивает уменьшение емкости, обусловленной введением дополнительных элементов. Выступающая за кристалл форма кольцав медиональном сечении обеспечивает более равномерное распределение электрического поля на входе в кристалл. Выбор оптимальной формы кольца в радиальном и медиональном сечениях приводит к несчшественном изменению широкополосности при достаточном повышении чувствительности.

К металлизированной поверхности изоляционной пластины, обращенной к разъему, приложено эталонное напряжение, например импульсное напряжение, от прецизионного источника. Кристалл, пластина и кольцо образуют емкостный делитель, обеспечивающий гальваническую развязку источника и преобразователя. Изменяя эталонное напряжение по требуемому закону, можно осуществить калибровку преобразователя непосредственно в рабочем состоянии. Выбор эталонного напряжения таким, что напряжение на кристалле равно четвертьволновому напряжению, обеспечивает смещение рабочей точки кристалла на линейный участок кривой пропускания.

Корректор Л. Патай

Редактор О. Филиппова Техред H.Попович

Заказ 1648/3 Тираж 802

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, MocKBa, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11209

При диаметре электронопровода 3.10- м, длине кристалла ZnSe 10- м и его толщине 10 м и таких же размерах изоляционной пластины введение допол. нительного кольца увеличивает чувствительность преобразователя в 10 раз.

При эллиптической форме кольца с соотношением минимального и максимального диаметров 1:2 широкополосность устройства уменьшится в два раза Лведение дополнительного кольца, изоляционной пластины и разъема не приводит к существенному усложнению конструкции, обеспечивая повышение чувствительности преобразователя и точности измерения при упрощении методики эксперимента для определения параметров сгустков заряженных частиц.