SU1114929A1 - Устройство дл исследовани неоднородностей плазмы по рассе нию оптического излучени - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВОДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ПЛАЗМЫ ПО РАССЕЯНИЮ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее источник направленного излучени , расположенньй по ходу излучени  светоделитель, формирующий измерительный и опорный каналы, расположенные по ходу рассе нного плазмой излучени  второй светоделитель и фотоприемное устройство, отличающеес  тем, что, с целью повышени  количества получаемой в единицу времени информации при сохранении чувствительности устройства , в опорном канале расположена линза, удаленна  от второго светоделител  на рассто ние, равное алгебраической сумме рассто ни  от второ-. го светоделител  до объема с исследуемой плазмой и фокусного рассто ни  линзы, а приемное устройство выполнено в виде набора из по крайней мере двух приемников излучени . 2.Устройство по П.1, отличающеес  тем, что линза выполнена аксиально-симметричной. 3.Устройство по п.1, о т л ичающеес  тем, что линза выполнена цилиндрической, при этом фотоприемное устройство .выполнено в виде линейки фотоприемников.

Description

4 7

Фиг.1 Изобретение относитс  к технической физике и может быть использовано дл  исследовани  неоднородностей плазмы путем анализа рассе нного на неоднородност х оптического излучени . Известны устройства дл  исследовани  неоднородностей плазмы по рассе нию оптического излучени , содержащие источник оптического излучени  (например, лазер) и приемник рассе н ного излучени  U1 . Недостатки,; известных устройств обусловлены использованием метода, пр мого детектировани  дл  приема .рассе нного излучени . Одним из них  вл етс  повышенна  чувствительность приемных устройств к фоновому (например, тепловому) излучению, а также излучению рассе нному на дефе тах оптических элементов, и к боковым лепесткам зондирующего пзчка излучени  . Последнее сильно осложн ет прием излучени , рассе нного на малые углы. Кроме того, прием рассе нного излучени  путем пр мого детектировани  пгредполагает проведение анализа его частотного спектра чисто оптическими методами, обладающими сравнительно низкой (по сравнеНИ10 , например, с радиотехническим ме тодом) разрешающей способностью. Наиболее близким по технической сущности к предпагаемому устройству  вл етс  устройство дп  исследовани  неоднородностей плазмы по рассе нию оптического излучени , содержащее источник направленного излучени , расположенный по ходу излучени  светоделитель, формирующий измерительный и опорный каналы, расположен ные по ходу рассе нного плазмой излучени  второй светоделитель и фотоприемное устройство. Наклон светоделителей выбираетс  таким образом, чтобы направление распространени  волнового фронта опорного пучка совпадало с направлением распространени  исследуемой компоненты углового спектра рассе нного излучени . Сведени  о рассе нном излучении получаютс  из анализа сигнала биений на частоте, равной разности частот опорного и рассе нного излучени С21. Недостатком известного устройства  вл етс  то, что совпадение волновых фронтов опорного и рассе нного пучко излучени  обеспечиваетс  лишь дл  строго определенного угла рассе ни , так что исследуетс  лишь одна компонента углового спектра рассе нного излучени . Дл  исследовани  излучени , рассе нного под другими углами, необходимо измен ть ориентацию по крайней мере одного из светоделителей и перемещать приемное устройство. Это исключает возможность использовани  подобных устройств дл  одновременного анализа излучени , рассе нного под различными углами. Целью изобретени   вл етс  повышение количества получаемой в единицу времени информации при сохранении 1ЫСОКОЙ чувствительности устройства. Цель достигаетс  тем, что в устройство дл  исследовани  неоднородностей плазмы по рассе нию оптического излучени , содержащее источник направленного излучени , расположенный по ходу излучени  светоделитель, формирующий измерительный и опорный каналы, расположенные по ходу рассе нного плазмой излучени  второй светоделитель и фотоприемное устройство, в опорном канале расположена линза,, удаленна  от второго светоделител , на рассто ние, равное алгебраической сумме рассто ни  от второго светоделител  до объема с исследуемой плазмой и фокусного рассто ни  линзы, а приемное устройство выполнено в виде набора из по крайней мере двух приемников излучени  . Линза может быть выполнена аксиально-симметричной . Кроме того, линза может быть выполнена цилиндрической, при этом фотоприемное устройство выполнено в виде линейки фотоприемников. На фиг.1-4 приведены схемы нескольких вариантов предлагаемого устройства . В состав устройства вход т источник 1 оптического излучени  и расположенные далее вдоль по ходу луча первьй светоделитель 2.и второй светоделитель 3, линза 4 и приемное устройство 5. В отдельные варианты конструкции могут входить вспомогательные отражатели 6. Исследуемый объем плазмы 7 размещаетс  на оптической оси источника излучени - за первымсветоделителем. Первый светоделитель 2 расположен на оптической оси источника излучени  перед исследуемым объемом плазмы 7, а второй светоделитель 3 - за исследуемым объемом плазмы на оптической оси, соедин ющей указанный объем с приемным устройством 5. Данные светоделит/ели расположены согласованно под косыми углами к указанным оптическим ос м и образуют новую оптическую ось, называемую всп могательной, В качестве светоделителей могут быть использованы, напри мер, оптические клинь  или плоскопараллельные пластинки с диэлектриче ким покрытием. Приемное устройство 5 выполнено в виде набора из двух или более приемНИКОВ излучени  и размещено за иссле дуемым объемом плазмы 7. Устройство работает следующим образом . Пучок зондирующего оптического из . лучени  от источника 1 проходит через исследуемый объем плазмы 7, при наличии в плазме неоднородностей, например в вида волн плотности, зондирующий пучок излучени  на них рассеиваетс  и часть его мощности переходит в новые, рассе нные пучки , которые попадают в расположенное за исследуемым объемом приемное устройство 5. Часть мощности зондирующего пучка излучени  ответвл етс  светоделителем 2 и после прохождени  через линзу 4 совмещаетс  по направлению с рассе нным излучением при помощи второго светоделител  3, образу  опорный пучок излучени , дл  приемного устройства 5. При интерференции опорного пучка и рассе нного излучени  возникают биени  с разностной ча тотой, которые и регистрируютс  приемным устройством. Дл  эффективной работы устройства фокусное рассто ние линзы Р должно быть не боЛее чем 2WA/A , где У - радиус сечени  пучка излучени  на линзе 4, AV величина диапазона исследуемых углов рассе ни , поскольку только в этом случае линза обеспечивает примерно одинаковый уровень мощности опорного излучени  на каждом из приемников . В качестве линзы может быть использована как аксиально-симметрична  линза (например, со сферическими поверхност ми), так и цилиндрическа  линза (с одной или двум  цилиндрическими рабочими поверхност ми). Аксиально-симметрична  линза позвол ет производить двумерный угловой анализ рассе нного излучени , а цилиндрическа  линза - лишь-одномерный . Вместе с тем цилиндрическа  линза более экономична в смысле использовани  мощности опорного пучка излучени , что может играть важную роль дл  повьщ1ени  чувствительности приемного устройства и хорощо согласуетс  с фотоприемным устройством, выполненньм в виде линейки фотоприем- НИКОВ. Конструкци  устройства позвол ет повысить количество получаемой в (единицу времени информации в 2 и более раз (пропорционально числу используемых приемников излучени ). Повьш1ение информативности работы устройства достигаетс  без какой-либо потери в чувствительности или разрешающей способности.

/

4Фиг .З. 2

/

Л 7

- б

Фиг.4

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ПЛАЗМЫ ПО РАССЕЯНИЮ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее источник направленного излучения, расположенный по ходу излучения светоделитель, формирующий измерительный и опорный каналы, расположенные по ходу рассеянного плазмой излучения второй светоделитель и фотоприемное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения количества получаемой в единицу времени информации при сохранении чувствительности устройства, в опорном канале расположена линза, удаленная от второго светоделителя на расстояние, равное алгебраической сумме расстояния от второго светоделителя до объема с исследуемой плазмой и фокусного расстояния линзы, а приемное устройство выполнено в виде набора из по крайней мере двух приемников излучения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линза выполнена аксиально-симметричной.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линза выполнена цилиндрической, при этом фотоприемное устройство .выполнено в виде линейки фотоприемников.