Устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии Советский патент 1988 года по МПК G01T5/10 

4

00

О

;о

00

Изобретение относится к экспериментальной физике элементарных частиц и может быть использовано в методике ядерной фотоэмульсии при исследовании свойств короткоживущих элементарных частиц.

Цель изобретения - наблюдение мезо оптических одновременно с обычными оптическими изображениями прямых следов частиц в ядерной фотоэмуль- сиии.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит систему 1 формирования сходящегося пучка света, систему 2 перемещения и контроля положения ядерной фотоэмульсии, платформу 3 с двумя вырезами, плоские зеркала 4, рассеивающие цилиндричес- кие линзы 5, ПЗС-матрицу 6, мезооптическое зеркало 7 с образующей в форме эллипса, систему 8 поворота и контроля угла поворота платформы, блок 9 записи данных, фронтальную линзу 10, малое зеркало 11, большое зеркало 12, ретрорефлектор 13, плоское зеркало 14 и окуляр 15.

Сходящийся пучок света из источника 1 попадает на плоское зеркало 14, проходит через фронтальную линзу 10, j просвечивает слой ядерной фотоэмульсии (ЯФЭ), отражается от ретрорефлек- тора.13, повторно просвечивает слой ЯФЭ в противоположном Г направлении,отражается от плоского зеркала 14 и воз вращается в источник 1 сходящегося пучка света. Лучи света, дифрагированные на прямом следе частицы при первом прохождении сходящегося пучка света через ЯФЭ, попадают на мезоопти- ческое зеркало с образующей в форме эллипса 7 и далее на плоские зеркала 4, рассеивающие линзы 5 и на ПЗС-матрицу 6. Те лучи света,которые дифрагировали на прямом следе частицы при втором прохождении пучка света, ставшего расходящимся после отражения от ретрорефлектора 13, захватываются фронтальной линзой 10, отражаются от большого 12 и малого 14 зеркал с несферическими поверхностями и при помощи окуляра 15 формируют увеличенное оптическое изображение прямого следа частицы. Последнее наблюда- ют визуально, в то время как мезооп- тические изображения и данные из блоков 2,6 и 8 переносят в блок 9 записи.

г

O

5 20 5

0 5 Q 0

Устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии работает следующим образом.

ЯФЭ устанавливают слоем вверх и подложкой вниз в систему 2 перемещения и контроля положения ядерной фотоэмульсии. Платформу 3 ориентируют при помощи системы вращения и контроля угла поворота платформы 8 на заданный угол ориентации прямых следов частиц. Зеркально-линзовый объектив, состоящий из фронтальной линзы 10, большого 12 и малого 11 зеркал с несферическими поверхностями, вводят в иммерсионный контакт со слоем ЯФМ и устанавливают окуляр 15 в рабочее положение. Затем начинают просмотр ядерной фотоэмульсии и устанавливают окуляр 15 в рабочее положение. После этого начинают просмотр ЯФМ с целью обнаружения прямых следов частиц с заданной ориентацие й, записью данных об этих следах и визуальному наблюдению области, в которой находятся искомые прямые следы частиц.

Оптическая часть устройства выполнена в виде зеркально-линзового объектива потому, что он имеет затененную центральную область, которая используется для размещения в ней плоского зеркала, направляющего сходящийся пучок света вдоль оптической оси устройства. Чтобы не вносить искажения в сходящийся пучок света, фронтальная линза зеркально-линзового объектива имеет плоскую поверхность (лыску) в затененной центральной области.

Обращение сходящегося пучка света можно вьшолнить при помощи выпуклого сферического зеркала с радиусом кривизны, как и у фронта волны сходящегося пучка света с центром сферы, совпадающим с фокусом сходящегося пучка света. Однако такая конструкция требует повторных юстировок, так как любое несовпадение фокуса сходящегося пучка света с. центром сферического зеркала нарушает ход лучей обратно идущего расходящегося пучка света. Поле зрения при прямом про.хождении освещающего пучка света не совпадает с полем зрения при обратном прохождении. Отсутствие юстировки создает трудности в интерпретации и сопоставлении данных наблюдений в оптической и мезооптической частях устройства. Указанный недостаток отсутствует

в самонастраивающейся системе много- ячейчатого ретрорефлектора. Шаг многоячеистой структуры ретрорефлектора d выбран из условия . потому,что при его соблюдении размытие каждого элементарного пучка света, падающего на отдельный микроретрорефлектор от дифракции света на апертуре одного микроретрорефлектора, равно раз- меру микроретрорефлектора. Тем самым распределение интенсивности света по полю зрения испытьшает минимальные искажения без заметной потери ло- кализатщи структуры пучка света при отражении от ретрорефлектора. .

В устройстве для просмотра ЯФЭ созданы условия для одновременного наблюдения как мезооптических, так и .оптических изображений прямых следо;в частиц. Отпадает необходимость переносить ЯФЭ с мезооптического на оптические микроскопические устройства. Это не только сокращает время на непроизводительные операции,но также устраняет источники потери времени на поиск прямых следов частиц по их координатам на оптическом микроскопе. Слой ЯФЭ просвечивается дважды в двух взаимно противоположных направлениях с сохранением структуры и размеров поля зрения. Последнее свойство устройства исключает возможность появления в оптической части изображения снедов частиц, которые не обнаружены в мезооптической части, и наоборот.

Пример. Фронтальная линза 2 со сферической поверхностью радиусом С 15 мм и с центром сферы на расеС

5

тоянни D 10 мм. с п 1,5

Большое 3 и малое 4 зеркала с несферическими поверхностями выполнены из металлических дисков методом прецизионного алмазного точения также, как и мезсептическое зеркало 7.Диаметр поля зрения устройства равен 1 м Ретрорефлектор 13 имеет размер около 3 мм и вьтолнен в виде набора миниатюрных ретрорефлекторов. Шаг

d 55 мкм для Л 0,6 мкм и Н 20 мм. Сначала из металла методом прецизионного алмазного точе

5

0 5 }о

5

Q

5

5

кия изготавливают пуансон, а затем методом горячего пресования из оргстекла - ретрорефлектор указанной конструкции. Зеркальную поверхность напыляют в вакууме.

Формула изобретения

Устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии, содержащее источник сходящегося пучка света, систему перемещения и контроля положения ядерной фотоэмульсии, мезооптическое зеркало с образующей в виде эллипса, систему плоских зеркал для переноса мезооптических изображений прямых следов частиц, две рассеивающие цилиндрические линзы, матрицу прибора с зарядовой связью (ПЗС), платформу, систему поворота и контроля угла поворота платформы, а также блок записи данных, отличающееся тем, что, с целью одновременного наблюдения как мезооптических, так-и оптических изображений прямых следов частиц в ядерной .фотоэмульсии, в него введены . зеркально-линзовьм . объектив с несферическими зеркальными поверхностями, который содержит фронтальную линзу, малое и большое зеркала, а также ретрорефлектор, при этом источник сходящегося пучка света расположен вне оптической оси устройства под углом к последней, зеркально-линзовый объектив содержит дополнительно плоское зеркало, тьаходящееся на оптической оси устройства в области тени от выреза в большом зеркале зеркально- линзового объектива, фронтальная линза имеет плоский участок ffa выпуклой поверхности в области тени от выреза в большом зеркале зеркально-линзового, объектива, плоское зеркало перпендикулярно биссектрисе угла, образованного оптической осью устройства и осью сходящегося пучка света, а ретро, рефлектор выполнен в виде двухмерного набора миниатюрных уголковых отражателей с шагом вдоль каждой из осей симметрии набора d. который выбран из условия 2d - ijiH:, где -Д длина волны света; Н - расстояние между ретрорефлектором и ядерной фотоэмульсией, и расположен в области тени от выреза в мезооптическом зеркале с образующей в виде эллипса.

Изобретение относится к экспериментальной физике элементарных частиц и может быть использовано в технике наблюд.ения следов ядерных частиц в фотоэмульсии. Цель изобретения состоит в том, чтобы одновременно наблюдать как мезооптические, так и обычные оптические изображения прямых следов частиц в фотоэмульсии. Для этого устройство снабжено дополнительным зеркально-линзовым объективом и многоячеистым ретрорефлекто- ром. Причем объектив,расположен сверху фотоэмульсии и находится с ней в иммерсионном контакте, а ретрорефлек- тор расположен снизу фотоэмульсии над системой формирования мезоопти- ческого изображения. Оригинальным является то, что слой фотоэмульсии просвечивается дважды, а системы формирования мезооптических и обычных опти( ческих изображений не мешают друг дру-§ гу, границы полей зрения при прямом и обратном просвечиваниях автомати- . J чески поддерживаются тождественными с высокой степенью.

Составитель А.Шадрин . Редактор Д.Пчолинская Техред л.ОлийныкКорректор Г, Решетник

Заказ 5341/49

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное