Спектрометр миллиметрового излучения
СПЕКТРОМЕТР МИЛЛИМЕТРОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий трубку, заполненную газом, внутри которой размещены электроды, соединенные с источникo напряжения, и детектор, подключенный к регистатору, о т л и ч а ю .щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых спектров, введены камера охлаждения с окнами 5ЛЯ ввода исследуемого и оптического излучений,электронная пушка и первый и второй источники оптического излучения, при этом трубка установлена в каморе охлаждения , электронная пушка и детектор, который выполнен в виде регистратора заряженных частиц, размещены внутри трубки, а источники оптического излучения установлены снаружи камеры охлаждения и оптически связаны с проi межутком между электродами, причем источник напряжения выполнен в виде (Л генератора импульсного напряжения, а трубка заполнена гелием.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)4 G 01 М 22/QQ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Л
Г (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3561410/24-09 (22) 03.03.83 (46) 15, 10.85. Бюл. № 38 (72) П.Д.Сярапинас и В.И.Швядас (71) Институт физики АН ЛитССР (53) 621.317.58(088.8) (56) Tiggar Н. and other "Optics
communication, 1970, vol, 33, No 1, р. 37.
Вудс P,Ñ. Микроволновый спектрометр с внутренним тлеющим разрядом.
Приборы для научных исследований
1973, ¹ 3, Март, с. 21 — 28. (54) (57) СПЕКТРОМЕТР МИЛЛИМЕТРОВОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий трубку, заполненную газом, внутри которой размещены электроды, соединенные с источ.ником напряжения, и детектор, подклю„„SU„, 1185198 A ченный к регистатору, о т л и ч а юшийся тем, что, с цепью расширения диапазона исследуемых спектров, введены камера охлаждения с окнами для ввода исследуемого и оптического излучений, электронная пушка и первый и второй источники оптического излучения, при этом трубка установлена в камере охлаждения,электронная пушка и детектор, который выполнен в виде регистратора заряженных частиц, размещены внутри трубки, а источники оптического излучения установлены снаружи камеры охлаждения и оптически связаны с промежутком между электродами, причем источник напряжения выполнен в виде генератора импульсного напряжения, а трубка заполнена гелием. С:
5198 2
Исследуемое излучение миллиметрового или субмиллиметрового диапазона через окно 2 проходит в трубку 4 и абсорбируется возбужденными атомами гелия, которые переходят из энергетического состояния, опись ваемого квантовыми числами и I .,â энергетическое состояние, описываемое более высокими KBBHToBblMH числами п
10 Источник 6 напряжения, выполненный в виде генератора импульсного напряжения, создает между электродами 5 импульсное напряжение величиной 3201600 В, которое ионизирует атомы гелия, находящиеся в энергетическом состоянии n t . Один из электродов 5 г r выполнен в виде металлической пластины, другой — в виде сетки, каждый площадью 10 см, а расстояние между
Z р0 ними 0,8 см. Ионизированные из состояния п ь атомы гелия попадают на
I детектор 7 в виде регистратора заряженных частиц. На выходе детектора 7 формируется сигнал, пропорциональный
25 интенсивности измеряемого источника излучения на частоте
En L — En .
ВНИИПИ Заказ 6355/38 Тираж 896 Подписное
Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул. Проектная, 4! 118
Изобретение относится к технике радиоизмерений интенсивности излучения и его спектрального распределения в облаоти миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов.
Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых спектров.
На чертеже приведена структурная электрическая схема спектрометра миллиметрового излучения.
Спектрометр миллиметрового излучения содержит камеру 1 охлаждения с окнами 2 и 3 для ввода соответственно исслецуемого и оптического излучений, внутри, камеры 1 охлаждения установлены трубка 4, заполненная гелием, внутри которой размещены электроды 5, соединенные с источником 6 напряжения, выполненным в виде генератора импульсного напряжения, детектор 7, выполненный в виде
"регистратора заряженных частиц, и электронная пушка 8, источники 9, 10 оптического излучения, регистратор
11.
Спектрометр миллиметрового излучения работает следующим образом.
Электронная пушка 8 создает пучок электронов, энергия которых 20 эВ.
Эти электроны возбуждают атомы гелия из основного энергетического состояния 1 S в метастабильное состояние 2 S.
В качестве электронной пушки 8 применена электронная пушка, используемая в кинескопах. Возбужденные атомы гелия диффундируюг между электродами 5. Источник 9 оптического излучения, излучением длиной волны 398 нм, через окно 3 возбуждает атомы гелия из метастабильного энергетического уровня 2 S на уровень 3 P. Источ1 ник 10 оптического излучения, в качестве которого использован перестраиваемый лазер на красителе, генерирую45 щий излучение длиной волны 780-800 нм, возбуждает атомы гелия из энергетического уровня 3.P на более высокие ридберговские уровни возбуждения с квантовыми числами п1 (где главное квантовое число и порядка 20). где И вЂ” частота исследуемого излучения, Гц;
I n ь — энергия атома гелия после абсорбирования измеряемого излучения, Дж;
Еп 1 — энергия атома гелия до абсорбирования ими измеряемого излучения, Дж;
h — -постоянная Планка,,Д,н - С.
В качестве детектора 7 использован термоионный детектор.
При увеличении выходного напряжения источника 6 происходит ионизация атомов гелия последовательно от высоких возбужденных уровней к более низким. В этом и заключается разделение интенсивности измеряемого излучения разных частот.
Спектрометр можно использовать и для измерения абсорбционного спект1 ра в субмиллиметровом и миллиметровом диапазоне. Тогда перед окном 2 ставится исследуемый объект.
