Поляриметр для диагностики плазмы Советский патент 1990 года по МПК G01J4/04 

со со

00

о со 4

Нчобретенне относится койласти оп- Т11КИ, в частности к устройстяам для дилгиостики плпдмы, и мпзгет бить использовано для измерения переменного яо прпмпги угла попорота плоскости поляризлции п плазме.

Цель изобретения - повьппение точ- мог.ти измерений.

На фиг, I показана блок-схема по- ляриметра; на фиг. 2 и 3 представлены векторние диаграммы, иллюстрирумптие положение векторон зондирующего и гетеродинного сигналов в точках . на фиг. 1.

Устройство содержит два источника плоскополяризованного излучения: зондирующего сигналя 1 и гетеродинного сигнала 2, четвертьволновую пластинку 3, поляризационный делитель лучей 4, ансшизаторы 5 и 6, смесительные детекторы 7 и 8. Выходы детекторов являются выходами всего устройства. Исследуемый плазменный объем 9 поме- 1Чают между источником 1 и четверть- волновой пластинкой 3. Буквами а-ж на схеме обозначены точки, в которых ниже анализируется положение электрических векторов распространяющихся сигналов.

Поляриметр работает следующим образом.

От источника 1 распространяется плоскополяризопанная волна частотойu

cosu)j,t, Ус,0,

где X И у - проекции вектора Е на

оси Ох и Ох соответственHOJ

а - амплитуда поля; подстрочные индексы соответствуют точкам схемы фиг. 1, для которых эа- 1писан вектор электрического поля. После прохождения плазмы плоскость поляризации зондирующего излучения оказывается повернутой на угол rf, следовательно

cose(.cosu)ct

sinoI-cosijOjt

После прохождения четвертьволново пластинки 3, главная оптическая ось которой параллельна оси Ох, компонен X приобретает фазовый сдвиг 90 относительно компонента у, волна станс- вится поляризованной по эллипсу

Хд-я cost/ sinuJf-t

Vg-a Binet cosuvt

Одновременно с прошедшим через плазму ЗОНД11РУЮЩИМ на поляризационный делитель лучей 4 подают гетеродинный сигнал частоты ы

cosij t

где Ъ - амплитуда поля;

Дальнейшее преобразование векторов поля иллюстрируется диаграммами фиг. 2 и 3. Векторы, соответствующие точкам д (фиг. 2)и е (фиг. 3), изображены сплошными линиями; векторы, соответствующие точкам виг, изображены штриховыми линиями. На фиг.2 и 3 система координат tfli по отношению к системе координат хОу повернута на А5 , при этом проволочки поляризационного делителя лучей 4 направлены вдоль оси 0. В точку д приходят отраженный зондирующий и прошедший гетеродинный сигнал (фиг. 2):.

1

1I

-- R- -V2

V2

Г2

1

(cOoe(sinu)t-Binofcosu t) +

/2 +Ъ .

В точку (е) попадает прошедгаий зондируюрций и отраженный гетеродинный сигналы (фиг. З):

Н 1- х, У.+ 1- х V2 /2

-{а(со5в(-sinkij.t+sino(-cosaict) + /2

+b COSLJrt.

Благодаря воздействию анализато-. ров 5 и 6, проволочки которых ориентированы по оси Ох, в точках ж и 3 будет только по одной составляющей. После преобразований получим

х. sin(ui t-b:/)-t-b ,

х sin(wjt-o/)+b cosoJrt.

Сигналы на выходах смесительных детекторов 7 и 8 имеют вид

,cos(nt-K)(), Ug BjCos(nt-of).

где В, и Bj - множители, зависящие от уровней сигналов и характеристик смесителей.

Таким образом, в предлагаемом поляриметре поворот плоскости поляризации в плазме ия угол d приводит к измеиеиию разиости фаз сигналоп про- межуточной частоты на величину . Последняя может Сыть измерена извест- ньми способами фазометрии.

Формула изобретенно

Поляриметр для диагностики плазмы, содерж&щий источники ппоскополяризо- ванного, зондируюпего н гетеродинного

излучения, расположенные на входах поляризационного делителя лучей, по-- следовательно установленные анализатор и смесительный детектор на каждом из выходов поляризационного делителя лучей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он дополнительно содержит четвертьволновую пластинку, установленную на оптической оси пучка зондирук - щего излучения перед поляризационным .делителем лучей.

Изобретение относится к области оптики, в частности к устройствам для диагностики плазмы, и мояет быть использовано дпя измерения переменного по времени угла поворота плоскости поляризации в плазме. Цель изобретения - повыпение тдчиости измерений. Плоскополяризованный свет от источника зондирующего сигнала 1, проходя вдоль магнитного поля в ппаз- ме 9, испытывает поворот плоскости поляризации на некоторый угол. Далее свет проходит четвертьволновую пластинку 3 и попадает на поляризационный делитель лучей 4,проволоки которого составляют с направлением главной оптической осн четвертьволновой пластннки 3 угол 45°. Между пучками света, проиедиими через поляризатор и отраженными от него, возникает разность фаз,зависящая от угла поворота плоскости поляризации. Эти пучки подаются иа соответствующие детекторы СВЧ 5 и 6. На последние поступает также излучение от источника гетеродинного сигнала 2. В результате на выходах СВЧ-детекторов 5 и 6 возникают сигналы промежуточной частоты, раз- ность фаз которых равна удвоенному углу поворота плоскости полярнзации. 3 ип. § (Л

Фиг. 1

IT

U9.J

К /- () 091ПЛ

- « HtlX-,e

0M«.J