Устройство для калибровки многоканальных фоторегистрируемых систем Советский патент 1985 года по МПК G01T1/20 

о

QD У1

4;; Изобретение относится к/ области экспериментальной физики элементарных частиц, в частности, к устрой, ствам для калибровки многоканальных фоторегистрирующих систем. Известные устройства для спектрометрической калибровки и стабилизации многоканальных фоторегистрирующих систем (ФРС) состоят из раздельных источников света в виде фотодиодов lj либо вспьшек в сцинтил лирующих кристаллах при облучении их радиоактивными источниками или, в качестве источника света используются электрические разрядНИКИ з . Наиболееблизким к заявляемому техническому решению является устройство дня калибровки многоканальных фоторегистрирующих систем, содержащее фотоприемники и источник калибрующего света, оптически согласованный со входами фотоприемяиков m. В данной работе в качест ве источника, света используется лазер на красителе (X 410-460 нм) с Уф накачкой ( Л 337 м) от лазера н молекулярном азоте (N). Световая вспышка от лазера на красителе тран спортируется световодами и последовательно разводится по распределительным коробкам с 32-мя выходами на ФРС. . . Недостатком этого устройства является наличие большого количества распределительных коробок с специальным регулирующим устройством для обеспечения равномерности распределения света по фотоприемникам, а та же факт наличия двух лазеров. Целью изобретения является упрощение конструкции при калибровке множества фотоприемников, предназначенной для распределения световой вспБшки по фотоприемникам для иммитации одновременного прохождения частиц в широком диапазоне энергий от 10 до эВ с равномерным рас пределением мощности световой вспыш ки от источника по нескольким тысячам модулей, оптически согласованных со входами фотоприемников. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для калибровки многоканальных фоторегистрирующих систем, содержащем фотоприемники и источник калибрующего света, оптически согласованных со входами фотоприемников,.источник калибрующего света вьтолнен в виде модулей отверстий, расположенных на сферической поверхности, в центре которой помещен генератор изотропного света с внешним возбудителем световых вспьшгек, оптические входы фотоприемников размещены в указанньгх отверстиях модулей. В качестве генератора изотропного света использован пластический сцинтиллятор, а в качестве внешнего возбудителя - импульсный лазер. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Оно содержит источник калибрующего света в виде модулей отверстий t, расположенных на сферической поверхн.ости 2 радиусом 20 см из-за технологического удобства собранная из отдельньк колец 3 с двумя рядами отверстий в каждом. В центре сферы |расположен генератор 4 света (пласти.:ческий сцинтиллятор в виде полусферы радиусом 1 см) световые вспышки в котором возбуждаются от УФ излучения лазера 5 на молекулярном азоте. Луч лазера проходит через формирователь 6, с.остоящий из светофильтра 7, ослабителя 8, щелевого коллимаjTopa 9 и линзы 10. Передача световых сигналов от источника света-модулей отверстия к фоторегистрирующим каналам осуществляется через гибкие световоды 11, которые являются оптическими входами фотоприемников 12. Устройство работает следующим образом: излучение от внешнего возбудителя световых вспьш1ек - лазера 5 на молекулярном азоте (N)проходит систему формирователя 6 луча, светофильтр 7 для подавления ореола УФ излучения, систему калиброванных дискретных ослабителей 8, щелевой коллиматор 9 и линзу 10, фиксирующую УФ излучение на генератор 4 света. В пластическом сцинтилляторе УФ излучение трансформируется в диапазон спектра максимальной чувствительности фотоприемника и изотропно освещает модули отверстий 1, расположенных на сферической поверхности 2. Фотоприемники 12с помощью гибких световодов 11 оптически совмещены с источником калибрующего света (входы световодов 11 размещены в отверстиях модулей). Таким образом, обеспе чивается одновременная калибровка многоканальных ФРС. Предложенное устройство имеет сл дующие характеристики: Число каналов Неравномерность освещенности по .фоторегистрам . Флуктации мощности Спектр свечения 420+500 нм источника Длительность 5 НС импульса Мощность вспьшки в каждом канале может имитиро- . вать прохождение частиц с 100 ГэВ энергией до Как известно световая вспышка в пластическом сцинтилляторе, возбуж даемая фотонами, излучается изотропно и поверхность равного потока излучения будет сферой, если ее ра диус значительно больше.линейных размеров сцинтиллятора. Тогда через отверстия равного д аметра, называемые модулями, в сфе ре будут вь1ходить равные потоки из лучения, а возбудителем мощной све |Товой вспьш1ки в сцинтилляторе може служить азотный лазер, мощность ко торого достаточна для возбуждения вспьш1ки в сцинтилляторе, имитирующем прохождение частиц с энергией до 102 эВ. В принципе существуют устройств сферического типа., конфигурация ко торых диктуется условиями физическ го эксперимента - на встречных пуч 54 ках продукты реакции разлетаются изотропно. Но спектрометрическая калибровка и стабилизация таких устройств также требует калиброванных световых вспьш1ек одновременно во всех каналах. По сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят лрототип, предложенное устройство является наиболее простым устройством -равномерного распределения световой вспышки по нескольким тысячам.каналов, где в качестве преобразователя спектра использован не лазер на красителя а сцинтиллятор размером 10 х 5 мм. Разрядка света производится параллельно от одного точечного источника., а в прототипе через систему распределительных коробок. Предложенное устройство для калибровки многоканальных систем может быть использовано для любой конфигурации фотоприемников, в том числе и сферической. Использование предложенного устройства позволяет осуществить стабилизацию и спектрометрическую .калибровку многоканальных систем (на- пример, черенковский спектрометр), снятие оптических характеристик фоторегистрирующих систем одновремен но на многих каналах, связанных с ЭВМ в современном эксперименте. Отдельные элементы системы могут иметь, любую конфигурацию или размещены на большие расстояния друг от друга. Устройство также может быть применено в соответствующих системах, где требуется распределение тождественных световых сигналов. :

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ МНОГОКАНАЛЬНЫХ ФОТОРЕГИСТРИРУЕМЫХ СИСТЕМ, содержащее фотоприемники и источник калибрующего света. оптически согласованный со входами фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции при калибровке множества фотоприемнйков, источник калибрующего света выполнен в виде модулей отверстий, расположенных на сферической поверхности, в центре которой помещен генератор изотропного света с внешним возбудителем световых вспышек, причем оптические входы фотоприемников размещены в указанных отверстиях модулей. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что в качестве генератора изотропного света использован сцинтиллятор, а в ка(Л честве внешнего возбудителя-импульсный лазер.