Устройство для определения параметров электромагнитных волн в твердом теле

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повьшение точности определения параметров . Устр-во содержит два зонда 1 и 2, ВЧ г-р 3, детектор 4, регистратор 5, исследуемый образец, выполненный в виде ппастины (П) 6, датчик (Д) 7 перемещения зондов 1 и 2, аттенюатор (А) 8 И. у-ль 9. Точность определения длины эл.- магн. волны J и коэф. затухания К достигается путем измерения интерференционных ,кривых суммы опорного сигнала и сигнала, переданноговолнами через Л 6 при плавном измерении толщины области П 6, находящейся между зондами 1 и 2. При этом зонды 1 и 2 установлены с возможностью перемещения параллельно плоскостям П 6 в направлении изменения ее толщины , а размер зондов 1 и 2 в этом направлении сравним с перепадом толщины П 6. Цель достигается введением А 8 и Д 7, выд.ающего постоянное напряжение, пропорциональное сдвигу зондов 1 и 2 относительно П 6 вдоль координаты X, а также выполнением П 6, длина.которой в 40 раз, а ширина в 10 раз превьшают перепад ее толщины. 2 ил. (Л mr-w 4i СП зг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 01 Н 22!00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИХ ъ е м. л 4у

ЯЩД1111 т1,.чrg

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3871905/24-09 (22) 03.01.85 (46) 15.07.86. Бюл. 11 26 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт физики полупроводников АН ЛитССР (72) P-А.Б. Толутис и Т.С. Эберсо-. нас (53) 621. 317. 39 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 345948, кл. G 01 R 31/02, Пожела Ю.К. и др. Слабо затухающая медленная вихревая электромагнит ная волна в полупроводниках.- "Физика полупроводников". Вып. 9, 1983, с. 1672-1673. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ZaPAMETPOB ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В

ТВЕРДОМ ТЕЛЕ., (51) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение точности определения параметров ° Устр-во содержит два зонда

1 и 2, ВЧ г-р 3, детектор 4, регист„,SU 1244574 А 1 ратор 5, исследуемый образец, вьгполненный в виде пластины (П) 6, датчик (Д) 7 перемещения зондов 1 и

2, аттенюатор (А) 8 и у-ль 9. Точность определения длины эл.- маги. волны 1 и коэф. затухания К достигается путем измерения интерференционных кривых суммы опорного сигнала и сигнала, переданного волнами через П 6 при плавном изменении толщины области П 6, находящейся между зондами 1 и 2. При этом зонды 1 и 2 установлены с возможностью перемещения параллельно плоскостям

П 6 в направлении изменения ее толщины, а размер зондов 1 и 2 в этом направлении сравним с перепадом толщины П 6. Цель достигается введением А 8 и Д 7, выдающего постоянное напряжение, пропорциональное сдвигу зондов 1 и 2 относительно

П 6 вдоль координаты Х, а также выполнением П 6, длина. которой в

40 раэ, а ширина в 10 раз превышают перепад ее толщины. 2 ил.

1244574

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров электромагнитных волн в полупроводниках, полуметаллах и металлах в условиях локализованного их распространения.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для определения параметров электромагнитных волн; на фиг. 2 - график зависимости напряжения суммарного сигнала от координаты Х зондов для основной моды электромагнитного rayc сова пучка, измеренной на полупроводниковом монокристалле InSb npu

290 К.

Устройство для определения параметров электромагнитных волн в твер- < ,дом теле содержит первый и второй зонды 1 и 2, высокочастотный генератор 3, детектор 4, регистратор 5, исследуемый образец, выполненный в виде пластины 6, толщина которой плавно изменяется, причем длина пластины 6 в 40 раз, а ширина - в

10 раз превышает перепад толщины пластины 6, а размер первого и второго зондов 1 и 2 в этом направлении сравним с перепадом толщины плас" тины 6. Кроме того, устройство включает в себя датчик 7 перемещения первого и второго зондов 1 и 2, аттенюатор 8, а также усилитель 9.

Устройство для определения параметров электромагнитных волн в твердом теле работает следующим образом. !

Зонды 1 и 2 размещены соосно и паралелльно противоположным плоскостям пластины 6 из полупроводника (InSb), Сигнал! от высокочастот ного генератора 3 поступает на возбуждающий волны зонд 1, а переданный волнами сигнал индуцируется

1 зондом 2 и через усилитель 9 и детектор 4 поступает на регистратор

5, например, на вход двухкоординатно" го самописца. На детектор 4 через аттенюатор 8 также поступает опорный сигнал фиксированной .фазы. К .,входу Х. самописца подключен датчик

7, выдающий постоянное напряжение, пропорционапьное сдвигу зондов 1 и

2 относительно пластины 6 вдоль координаты х.

В процессе измерений взаимно соосные скользящие зонды 1 и 2 перемещают вдоль направления градиента толщины пластины 6, т.е. вдоль коор5 динаты х, и измеряют зависимость

U(x) (фиг. 2). Так как при изменении х меняется толщина пластины 6 d то меняется и фаза полей волн за пластиной 6. Изменение фазы на 360 соот10 ветствует а4=71, т.е. расстоянию между соседними максимумами интерференционной кривой V(x). Перемещая зонды 1 и 2 от одного до другого края пластины 6, необходимо наблюдать

15 от двух до трех экстремумов интерференционной кривой, что соответствует

Ad=1-1,5Л. Это достигается подбором частоты сигнала или подбором .44.Подбором же общей толщины пластины 6

20.можно проводить исследования в ближ-. ней (й 3 ) и дальней (с1>5А) зонах от зонда 1.

При известном значении угла К между плоскостями клинообразной

25 пластины 6 длина волны определяется как

М =2tg 9 (х,-х„), где х и х — кординаты зондов 1 и 2, 30 з для двух соседних максимумов.

Коэффициент К затухания определяют по формуле

K=ln(U„ /И, ) Л ", где U u U значения U при х и х

В предлагаемом устройстве точность определения" 1 и К достигается путем измерения интерференционных кривых суммы опорного сигнала и

40 сигнала, переданного волнами через пластину 6 при плавном изменении толщины области пластины 6, находящейся между зондами 1 и 2.

Точность измерений при выполнен45 ных вьппеприведенных требованиях к размерам пластины 6 и зондов 1 и 2 определяют лишь измерением координаты х и соотношения напряжений .

U /Ц,, что можно сделать очень точно.

Формула изобретения

Устройство для определения параметров электромагнитных волн в твер1 ом теле, содержащее первый и вто. рой зонды, размещенные с противоположных сторон исследуемого образца, !

244574 ф)

1 л O/L

O y

Х,мм

Составитель P. Кузнецова

Редактор Л. Повхан Техред М.Ходанич Корректор А. 0бручар

Заказ 3909/47 Тираж 778 Подписное

ВМП1ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при этом вход первого зонда подсоединен к выходу высокочастотного генератора, детектор, вход которого соединен с выходом второго зонда, а выход подключен к входу регистратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, исследуемый образец выйолнен в виде пластины, толщина которой плавно изменяется, причем длина пластины в

40 раз, а ширина в 10 раз превышают перепад толщины пластины, первый и второй зонды установлены с возможностью перемещения параллельно плоскостям пластины в направлении изменения ее толщины, а размер первого и второго зондов в этом направлении сравним с перепадом толщины ппастины, при этом введен датчик перемещения первого и второго зондов, выход которого соединен с опорным вхо10 дом регистратора, а между выходом высокочастотного генератора и входом детектора включен аттенюатор.