SU753339A1 - Устройство дл измерени длительностии зАР дА СгуСТКОВ зАР жЕННыХ чАСТиц - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к ускорительной технике и может быть использовано дл  измерени  длительности и зар дасгустков ускоренных электронов . Известно устройство дл  измерени  параметров сгустков зар женных части с пикосекундным разрешением, содержа щее черенковский излучатель, оптическую систему, фотоэлектронный умно житель и стробоскопический осциллограф fl. Сгусток электронов в таком устройстве испускает черенковское из лучение, проход  через 10-см  чейку, заполненную ксеноном при атмосферном давлении. Счет из  чейки через толстое окно из плавленного кварца с бираетс  при помощи плоского зеркала и передаетс  по оптической системе к фотоэлектронному умножи.телю.Сигнал от ФЭУ из экспериментального помеще .ни  передаетс  по кабелю с пенополистироловой изол цией на широкополосный стробоскопический осциллограф Такое устройство  вл етс  полупрозрачным дл  проход щего через черенковский излучатель электронного пучка . Част.ь пучка тер етс  из-за рассе ни  электронов на фольгах переднего и заднего разделительных окон, черенковской  чейки и на ксеноне, который находитс .в  чейке при атмосферном давлении. Кроме потерь электронов, установка черенковской  чейки вносит существенную расходимость в выход щий из ускорител  электронный пучок. Рассе ние электронов в  чейке приводит к тому, что черенковское излучение в таком устройстве испускаетс  не в узком конусе, а в различных направлени х, что приводит к уменьшению интенсивности света и к трудност м его передачи в оптической системе. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  параметров пучков зар женных частиц, содержащее кюветы с веществом, чувствительным к электромагнитному полю, источник света оптической системы и регистрирующую аппаратуру 2. В таком устройстве пучок зар женных частиц возбуждает электромагнитное поле, пролета  вблизи кюветы, под действием которого измен етс  оптическа  плостность жидкого вещества в кюветах. Недостатком такого устройства  вл етс  конструктивна  .сложность установки кюветы в пролётную трубку ускорител , что приводит к малой помехоустойчивости устройства и увеличивает габариты устройства. Использование жидкости в качестве оптического элемента приводит к малой чувствительности и значительной инерционности устрой ства в целом. .Цель изобретени  - повышение чувствительности,, точности и помехоустойчивости . Это достигаетс  тем, что в известном устройстве, содержащем преобразователь , чувствительный к электромагнитному излучению пучка, выход  щего из ускорител , источника светового излучени  и системы регистрации включающей пол ризаторы светового излучени  и элементы его транспорти ровки, преобразователь выполнен в виде коаксиала, нагруженного у вход на емкость, на выходе - на согласованную поглощающую нагрузку, и распо ложенного так, что его внутренний проводник соосен с траекторией движе ни  сгустков и имеет пролетный канал а оптический элемент выполнен в виде кристалла, не имеющего центра симмет рии, расположенного в полости коакси a.. аа траектории светового излученкл так, что его оптическа , ось параллельна этой траектории и перпенди кул рна оси коаксиала. Схема устройства дл  измерени  формы .и интенсивности сгустков зар женных частиц пикосекундной длительности показана на чертеже. К выходу ускорител  1 подсоедине преобразователь 2, который представл ет собой полый коаксиал, на входе которого имеетс  емкостной зазор 3, Е котором есть отверстие дл  пролета уск.орекных сгустков электронов из ускорител  в пролетную трубку 4. На выходе коаксиала имеетс  согласованна  поглощающа  нагрузка 5 из абсорбиругацей твердой высокочастотной керамики, например альскфер В полость коаксиала помещен кристалл б дигидрофосфата аммони  АДР + + . Полости коакскала в местах контакта с кристаллом имеют отверсти  дл  прохождени  светового излучени  от лазера 7. Дл  передачи оптических сигналов после кристалла служат зеркала 8, а измен ть плоскость пол ризации света можно с помощью призматических пол ризаторов никелей 9. Световое излучение регистрируетс  с помощью электроннооптического преобразовател  10 и фотохронографа 11. Устройство работает следующим образом. После выхода из ускорител  1 сгусток электронов попадает в пролетную трубку 4. Сгусток электронов при ;)нергии 10-20 МэВ-  вл етс  рел тивистким и электромагнитные пол , св занные с ним, движутс  в направлении движени  пучка. Когда сгусток пересекает емкостной зазор 3 полого коаксиала 2 электромагнитные пол , св занные с сгустком, расшир ютс и передаютс  по коаксиальной линии в направлении пучка со скоростью света. Результирующа  электромагнитна  волна типа ТЕМ, пройд  коаксиал поглощаетс  в согласованной нагрузке 5. Проход  вдоль коаксиала электромагнитна  волна возбу дает в кристалле продольное электрическое поле, параллельное оптический оси кристалла , и кристалл становитс  двулуче-. преломл ющим. Вдоль оптической оси кристалла непрерывно пропускаетс  свет, который после кристалла б зеркалами 8 направл етс  в систему регистрации . В момент прохождени  электронного сгустка через емкостной зазор коаксиала происходит поворот плоскости пол ризации .проход щего через кристалл светового излучени , Известно, что кристаллы дигидрофосфата кали  и дигидрофосфата аммони , которые не имеют центра симметрии, при отсутствии электрического пол  обладают свойствами одноосной анизотропной среды и свет распростран етс  вдоль оптической оси таких кристаллов не претерпева  двойного лучепреломлени . Если вдоль оптической оси кристалла приложить электрическое поле, то кристалл осуществл ет поворот плоскости пол ризации проход щего через него света на определенный угол, который линейно пропорционален величине приложенного напр жени  - эффект Поккельса. Дл  обнаружени  этого оптического эффекта Б оптическую систему введены два пол ризатора 9 с взаимно перпендикул рными плоскост ми пол ризации . Поэтому в промежутке между электронными сгустками свет не проходит от лазера в систему регистрации , а пропускаетс  оптической системой лишь в момент прохождени  сгустка через емкостной зазор коаксиала . Таким образом на фотохронографе 11 можно измер ть длительность электронного сгустка, а интенсивность прошедшего через оптическую систему светового излучени  зависит от величины зар да сгустка. Использование в предлагаемом устройстве эффекта Поккельса, который линейно зависит от приложенного электрического пол  и практически безинерционен, позвол ет перенести процесс, измерений параметров электронного сгустка в оптический диапазон длин волн. Величину интенсивности светового излучени , прошедшего сквозь оптическую систему в момент пролета сгустка электронов через датчик, легко оценить, испол-.зу  известное отношение Поккельс: : f г I -, -т ,,Л .L-i..EAr.. прош Л

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для измерения длительности и заряда сгустков заряженных частиц, содержащее преобразователь, чувствительный к электромагнитному излучению пучка, выходящего из ускорителя, источник светового излучения и систему регистрации, включающую поляризаторы светового излучения и элементы еко транспортировки, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, точности и помехоустойчивости, преобразователь выполнен в виде коаксиала, нагруженного у входа на емкость, на выходе - на согласованную поглощающую нагрузку и расположенного так, что его внутренний проводник соосен с траекторией движения сгустков и имеет пролетный канал, а оптический элемент выполнен в виде кристалла, не имеющего центра симметрии, расположенного в полости коаксиала на траектории светового излучения так, что его оптическая ось параллельна этой траектории и перпендикулярна оси коаксиала.