SU1320723A1 - Microwave spectrometer - Google Patents

Microwave spectrometer Download PDF

Info

Publication number
SU1320723A1
SU1320723A1 SU853943728A SU3943728A SU1320723A1 SU 1320723 A1 SU1320723 A1 SU 1320723A1 SU 853943728 A SU853943728 A SU 853943728A SU 3943728 A SU3943728 A SU 3943728A SU 1320723 A1 SU1320723 A1 SU 1320723A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
radiation
microwave
frequency
tunable
source
Prior art date
Application number
SU853943728A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Павлович Белов
Михаил Юрьевич Третьяков
Original Assignee
Институт прикладной физики АН СССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт прикладной физики АН СССР filed Critical Институт прикладной физики АН СССР
Priority to SU853943728A priority Critical patent/SU1320723A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1320723A1 publication Critical patent/SU1320723A1/en

Links

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

Изобретение может использоватьс  дл  спектрометрии газов в субмиллиметровом диапазоне длин волн и обеспечивает повышение точности измерени  частот спектральных линий. Микроволновый спектрометр содержит источник 1 микроволнового излучени , состо щий из перестраиваемого генератора (ПГ) 2 и управл емого блока питани  3, делитель излучени  4,  чейки 5,6 соответственно с исследуемьм газом и с газом с известными спектральными характеристиками, микрофоны 7,8, перестраиваемый резонатор 9 Фабри-Перо, детектор 10 микроволнового излучени , интерферометр 11 Майкельсона, источник 12 когерентного оптического излучени , фотоприемник 13, усилители 14-16, синхронные детекторы 17-19, регистратор 20, генератор 21 модулирующего напр жени  и элемент 22 дл  перемещени  подвижного зеркала резонатора 9. Частота излучени  перестраиваемого генератора 2 автоматически настраиваетс  на собственную частоту резонатора 9. При перемещении .подвижного зеркала с помощью элемента 22 осзтдествл етс  сканирование частоты излучени  по диапазону. При совпадении частоты излучени  с частотами линий поглощени  газов в  чейках 5,6 возникают сигналы, которые регистрируютс  регистратором 20. 1 ил. ю (Л со ю о ГчЭ СлЭThe invention can be used for spectrometry of gases in the submillimeter wavelength range and provides an increase in the accuracy of measuring the frequencies of spectral lines. The microwave spectrometer contains a source of microwave radiation 1, consisting of a tunable generator (PG) 2 and a controlled power supply unit 3, a radiation divider 4, cells 5,6, respectively, with the test gas and a gas with known spectral characteristics, microphones 7,8, tunable Fabry-Perot cavity 9, microwave radiation detector 10, Michelson interferometer 11, coherent optical radiation source 12, photoreceiver 13, amplifiers 14-16, synchronous detectors 17-19, recorder 20, modulating oscillator 21 voltage and an element 22 for moving the movable mirror of the resonator 9. The frequency tunable oscillator radiation 2 is automatically tuned to its own frequency resonator 9. When moving .podvizhnogo mirror element 22 via osztdestvl a frequency scan over a range of radiation. When the frequency of the radiation coincides with the frequencies of the absorption lines of the gases in the cells 5,6, signals appear that are recorded by the recorder 20. 1 sludge. yu (L with yu ohch SLE

Description

fOfO

Изобретение относитс  к технике измерений на СВЧ и может быть использовано дл  спектрометрии газов в субмиллиметровом диапазоне длин волн.The invention relates to a technique for measuring on microwave and can be used for spectrometry of gases in the submillimeter wavelength range.

Целью изобретени   вл етс  повыше- 5 ние точности измерени  частот спектральных линий.The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the frequencies of spectral lines.

На чертеже представлена структурна  схема микроволнового спектрометраThe drawing shows a structural diagram of a microwave spectrometer

Микроволновый спектрометр содержит источник 1 микроволнового излучени , в состав которого, например, вход т перестраиваемый генератор 2 и управл емый блок 3 питани , делитель 4 излучени , перва  5 и втора  6  чейки с исследуемым газом и газом с иЗвестньмн спектральными характе-i ристиками соответственно, первый 7 и второй 8 микрофоны, перестраиваемый резонатор 9 Фабри-Перо, детектор 10 микроволнового излучени , интерферометр 11 Майкельсона, источник 12 когерентного оптического излучени  (Не- Ne лазер), фотоприемник 13, усилители 14-16, первый 17, второй 18 и третий 19 синхронные детекторы, регистратор 20, генератор 21 модулирующего напр жени  и элемент 22 дл  пере- мещени  подвижного зеркала резонатора 9 Фабри-Перо.The microwave spectrometer contains a source of microwave radiation 1, which, for example, includes a tunable generator 2 and a controlled power supply unit 3, a radiation divider 4, the first 5 and the second 6 cells with the test gas and gas with the known spectral characteristics, first 7 and second 8 microphones, tunable resonator 9 Fabry-Perot, microwave radiation detector 10, Michelson interferometer 11, coherent optical radiation source 12 (He-Ne laser), photodetector 13, amplifiers 14-16, first 17, second 18 and third 19 synchronous detectors, recorder 20, modulating voltage generator 21, and element 22 for moving the movable mirror of the Fabry-Perot cavity 9.

2020

2525

30thirty

Микроволновый спектрометр работает следующим образом.Microwave spectrometer works as follows.

Частотно модулированное излучение генератора 2 источника 1 расщепл етс  делителем 4 излучени  на два луча, один из которых направл етс  в первую 5 и вторую 6  чейки, а другой - в резонатор 9 Фабри-Перо, настроенньш на частоту излучени . При отклонении частоты излучени  от собственной частоты резонатора 9 на детекторе 10 возникает сигнал с частотой, равной частоте модул ции, который после усилител  14, синхронного детектора 17 поступает на управл емый блок 3 питани  источника 1 и измен ет его выходное напр жение так, чтобы устранить это отклонение. Таким образом, частота излучени  перестраиваемого генератора 2 автоматически настраиваетс  на собственную частоту резонатора 9 Фабри-Перо. При плавном перемещении подвижного зеркала резонатора 9 Фабри-Перо,например, с помощью элемента 22 осуществл етс  сканирование частоты излучени  по диапазону. При совпадении частоты излучени  с частотами линий поглощени  газов вThe frequency modulated radiation of generator 2 of source 1 is split by a divider of radiation 4 into two beams, one of which is directed to the first 5 and second 6 cells, and the other to the Fabry-Perot cavity 9 tuned to the frequency of the radiation. When the radiation frequency deviates from the natural frequency of the resonator 9, a signal with a frequency equal to the modulation frequency arises at the detector 10, which after amplifier 14 and synchronous detector 17 goes to the controlled power supply unit 3 of source 1 and changes its output voltage so as to eliminate this is a deviation. Thus, the emission frequency of the tunable oscillator 2 is automatically tuned to the natural frequency of the Fabry-Perot resonator 9. When the moving mirror of the Fabry-Perot cavity 9 is smoothly moved, for example, element 22 is used to scan the radiation frequency over the range. When the frequency of radiation coincides with the frequencies of the absorption lines of gases in

fOfO

«5"five

- 5 а- 5 a

е а ea

3207232 . 3207232.

первой 5 и второй 6  чейках возникают сигналы, которые регистрируютс  первым 7 и вторым 8 микрофонами и после синхронного детектировани  первым и вторым синхронными детекторами поступают на первый и второй входы регистратора 20.The first 5 and 6 second cells receive signals that are recorded by the first 7 and second 8 microphones and, after synchronous detection, the first and second synchronous detectors arrive at the first and second inputs of the recorder 20.

Таким образом, осуществл етс  запись спектров как исследуемого, так и известного, опорного газов. Одновременно с записью спектров на третий вход трехканального регистратора 20 поступает интерферограмма с ин- ггерферометра 11 Майкельсона, который подключен к резонатору 9 Фабри-Перо так, что подвижное зеркало резонатора 9  вл етс  одновременно подвижным зеркалом интерферометра 11. Вследствие этого периоды интерферо- граммы св заны с частотой излучени  перестраиваемого, генератора 2 источника 1 и  вл ютс  метками точного частотного масштаба на записи спект- ра.In this way, the spectra of both the test and known reference gases are recorded. Simultaneously with the recording of the spectra, the interferogram from Michelson's 11 interferometer 11, which is connected to the Fabry-Perot cavity 9, is fed to the third input of the three-channel recorder so that the movable mirror of the resonator 9 is simultaneously a movable mirror of the interferometer 11. As a result, the interferogram periods are connected with the frequency of radiation tunable, generator 2 of source 1 and are marks of the exact frequency scale on the recording of the spectrum.

2020

2525

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Микроволновый спектрометр, содержащий размещенные вдоль одной осиMicrowave spectrometer containing placed along one axis 30 источник микроволнового излучени , перестраиваемый по частоте, первую и вторую  чейки дл  размещени  исследуемого газа и газа с известными спектральными характеристиками соот ветственно, которые соединены с микрофонами , подключенными соответственно к сигнальным входам первого и вТо- р.ого синхронных детекторов, к опорньи входам которых подключен выход ге.не40 ратора модулирующего напр жени , выходы первого и второго синхронных детекторов подключены к первому и второму входам регистратора, соответственно , при этом выход генерато45 ра модулирующего напр жени  подключен к первому входу источника микроволнового излучени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  частот спект- .30 microwave source tunable in frequency, the first and second cells to accommodate the test gas and gas with known spectral characteristics, respectively, which are connected to microphones connected respectively to the signal inputs of the first and second Synchronous detectors, to which their inputs An output of a modulating voltage generator is not connected, the outputs of the first and second synchronous detectors are connected to the first and second inputs of the recorder, respectively, while the output is 4 5 pa of modulating voltage is connected to the first input of a microwave radiation source, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring the frequencies of the spectrum. 50 ральных линий, введены последовательно соединенные делитель излучени ,установленный между источником микроволнового излучени  и первой йчей- кой, перестраиваемый резонатор Фабри 5 Перо, детектор микроволнового излучени  и третий синхронный детектор, опорньи вход которого подключен к выходу генератора модулирующего напр жени , а выход - к второму входу ис31320723450 straight lines, a series-connected radiation divider, installed between the microwave source and the first cell, tunable Fabry 5 Perot resonator, microwave radiation detector and the third synchronous detector, the main input of which is connected to the output of the modulating voltage generator, and the output to the second input is313207234 точника микроволнового излучени , а подвижное зеркало которого  вл етии- также последовательно соединенные не- подвижным зеркалом резонатора Фабри- точник когерентного оптического из- Перо, и фотоприемник, подключенньш лучени , интерферометр Майкельсона, к третьему входу регистратора.microwave radiation source, and the movable mirror of which is also series-connected by a non-movable mirror of the resonator, the Perot coherent optical fabricator, and the photodetector connected to the Michelson interferometer to the third input of the recorder.
SU853943728A 1985-08-02 1985-08-02 Microwave spectrometer SU1320723A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853943728A SU1320723A1 (en) 1985-08-02 1985-08-02 Microwave spectrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853943728A SU1320723A1 (en) 1985-08-02 1985-08-02 Microwave spectrometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1320723A1 true SU1320723A1 (en) 1987-06-30

Family

ID=21194069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853943728A SU1320723A1 (en) 1985-08-02 1985-08-02 Microwave spectrometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1320723A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188171U1 (en) * 2018-12-25 2019-04-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) RADIO WAVE SPECTROMETER

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Белов С.П. и др. Миллиметрова и субмиллиметрова широкодиапазонна радиоспектроскопи газов с высокой чувствительностью. - Оптика и спектроскопи , 1973, т. 35, вып. 2, с. 295.302. Андреев Б.А. и др. Метрика субмиллиметрового диапазона длин волн с использованием опорного спектра. - Извести ВУЗов, Радиофизика, 1975, т. 18, № 4, с. 531-536. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188171U1 (en) * 2018-12-25 2019-04-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) RADIO WAVE SPECTROMETER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8642982B2 (en) Fast switching arbitrary frequency light source for broadband spectroscopic applications
AU2005225034B2 (en) Interferometric sensor
US4594511A (en) Method and apparatus for double modulation spectroscopy
EP0193742B1 (en) Wavelength scanning interferometry and interferometer employing laser diode
US6351309B1 (en) Dual modulation laser line-locking technique for wavelength modulation spectroscopy
US3856406A (en) Heterodyne laser absorption spectrometer
SU1320723A1 (en) Microwave spectrometer
EP3865851A1 (en) Photoacoustic dual comb spectrometer
EP0908710B1 (en) Apparatus and method for measuring characteristics of light
JP2792782B2 (en) Gas concentration measuring method and its measuring device
JPH03277945A (en) Gas detecting apparatus
Nicolas et al. Infrared tunable diode laser control: frequency stabilization and digitization of spectra leading to high sensitivity and accurate frequency scale
Henry et al. Tunable diode laser spectrometer with controlled phase frequency emission
RU1628687C (en) Laser optical-acoustic spectrometer
RU1775653C (en) Microwave spectrometer
Rakowsky et al. Accurate determination of wavenumbers for iodine molecular lines in the red spectral region
RU2054639C1 (en) Fabry-perot optical filter
RU2045040C1 (en) Device for remote measuring of concentrations of air pollutions
Buholz Five color CO 2 laser stabilization and switching
RU4380U1 (en) INSTALLATION OF GAS IMPURITY CONTROL
SU696794A1 (en) Distance measuring method
Kozhevatov et al. An integrating interference spectrometer
JP2876498B2 (en) High-precision near-infrared reference light frequency generation method
JPH026348Y2 (en)
Portuondo-Campa et al. Tuneable dual-comb spectrometer based on commercial femtosecond lasers and reference cell for optical frequency calibration