Устройство для определения параметров электромагнитных волн в твердом теле Советский патент 1986 года по МПК G01N22/00 

11

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано адя 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 X зондов для основной моды электромагнитного гаусова пучка, измеренной на полупроводниковом монокристалле InSb при 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, выполненньй в виде пластины 6, толщина которой плавно изменяется, причем длина пластины 6 в 40 раз, а ширина - в 10 раз превышает перепад толщины г пластины 6, а размер первого и второго зондов 1 и 2 в этом направлении сравним с перепадом толщины платины 6, Кроме того, устройство вклкг чает 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 обра

зом.

Зонды 1 и 2 размещены соосно и паралелльно противоположным плоскостям пластины 6 из полупроводника (InSb). Сигнал, от высокочастотного генератора 3 поступает на возбуждающий волны зонд 1, а переданный волнами сигнал индуцируется зондом 2 и через усилитель 9 и детектор 4 поступает на регистратор 5, например, на вход двухкоординатн го самописца. На детектор 4 через аттенюатор 8 также поступает опорный сигнггп фиксированной .фазы. К ..входу X самописца подключен датчик 7, выдающий постоянное напряжение, пропорциональное сдвигу зондов 1 и 2 относительно пластины 6 вдоль коо дниаты X.

В процессе измерений взаимно соосные скользящие зонды 1 и 2 перемещают вдоль направления градиента ТОЛ1ЩИНЫ пластины 6, т.е. вдоль координаты X, и измеряют зависимость и(х) ((иг. 2). Так как при изменении X меняется толщина пластины 6 d, то меняется и фаза полей волн за пластиной 6. Изменение фазы на 360° соответствует /), т.е. расстоянию между соседними максимумами интерференционной кривой и(х). Перемещая зонды 1 и 2 от одного до другого края пластины 6, необходимо наблюдать

от двух до трех экстремумов интерференционной кривой, что соответствует ,5Л. Это достигается подбором частоты сигнапа или подбором dd.Подбором же общей толщины пластины 6

можно проводить исследования в ближней (d.;i3 и дальней ()i) зонах от зонда 1.

При известном значении угла сС между плоскостями клинообразной пластины 6 длина волны определяется как

A 2tg V2(x,-x,),

где х и X - кординаты зондов 1 и 2, для двух соседних максимумов .

Коэффициент К затухания определяют по формуле

-Л .

(,)У

где и и Uj значения U при х и х.

В предлагаемом устройстве точность определения Л и К достигается путем измерения интерференционных кривых суммы опорного сигнала и сигнала, переданного волнами через пластину 6 при плавном изменении толщины области пластины 6, находящейся между зондами 1 и 2.

Точность измерений при выполненных вьш1еприведенных требованиях к размерам пластины 6 и зондов 1 и 2 определяют лишь измерением координаты X и соотношения напряжений , что можно сделать очень точно.

50

55

Формула изобретения

Устройство для определения пара- метров электромагнитных волн в твердом теле, содержащее первый и второй зонды, размещенные с противоположных сторон исследуемого образца.

3

при этом вход первого зонда подсоеднен к выходу высокочастотного генератора, детектор, вход которого соединен с выходом второго зонда, а выход подключен к входу регистратора, отличающе еся тем, что, с целью повьпиения точности, исследуемый образец выполнен в виде пластины, толщина которой плавно изменяется, причем длина пластины в 40 раз, а ширина в 10 раз превышают дерепад 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 ппасти- ны, при этом введен датчик перемещения первого и второго зондов, вы- -4ОЯ которого соединен с опорным входом регистратора, а между выходом высокочастотного генератора и входом детектора включен аттенюатор.

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, переданного- волнами 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