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

4;ib

00

о

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике элементарных частиц и может быть использовано в технике трековых детекторов при исследовании свойств элементарных, в частности, короткоживущих частиц.

Цель изобретения - повьшение точности отсчета угла ориентации прямого следа частицы..

На фиг. 1 приведено устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;

Устройство содержит систему 1 форг мирования.сходящегося пучка света, систему 2 перемещения и контроля положения ядерной фотоэмульсии ЯФЭ, мезооптическое зеркало 3 с образую- щей в форме эллипса, выполненное из двух взаимно скрепленных частей, плат форму из двух взаимно скрепленных частей, платформу с вьфезом, плоское зеркало 5, рассеивающую цилиндричесг кую линзу 6, матрицу ПЗС 7, при этом элементы 5-7 образуют систему форми- рования фотоэлектрических сигналов, которая скреплена с платформой 4, систему 8 поворота и контроля угла поворота платформы относительно оптической оси устройства и блок 9 ото- бражения и записи данных.

При освещении ЯФЭ сходящимся пучком света, идущим из системы 1, возникает дифракция света на прямом следе частицы. В области мезооптическо- го зеркала 3 с образующей в форме эллипса формируется Фурье-образ прямого следа частицы в виде узкой полоски света, которая в момент измерений угла ор иентации прямого следа частицы расположена вдоль линии, где .раздвинуты две части мезооптического зеркала с образующей в форме эллипса. После отражения возникает интерференция двух волн света, которые находятс в противофазе. В месте формирования мезооптического изображения образует- ся темная полоса, которая проходит через центр мезооптического изображения. Положение этой темной полосы при максимальном контрасте интерференционной картины совпадает с центром тяжести мезооптического сигнала. Теперь погрешность измерения угла ориентации прямого следа частицы определяется не полной длиной мезооптического изображения, а длиной темной полосы, которая всегда меньше полной длины мезооптического изобра

жения . Чтобы две части мезооптического зеркала с образующей в форме эллипса создавали две волны света в противофазе, они смещены друг от cL

носительно друга на величину

Q

j о 5 JQ

5

0

0

5

где - длина волны света, oi - полная апертура мезооптического зеркала с образующей в форме эллипса.

Устройство для просмотра ЯФЭ работает следующим образом.

Включают систему 1 формирования сходящегося пучка света, систему 2 перемещения и контроля положения ядерной фотоэмульсии 2, питание матрицы ПЗС 7, систему 4 поворота и контроля угла поворота платформы 4 вместе с мезооптическим зеркалом 3 и системой 5-7 формирования фотоэлектрических сигналов, а также блок 9 отображения и записи данных.

Процесс измерения угла ориентации прямого следа частицы производят следующим образом.

При помощи системы 4 поворота и контроля угла поворота платформы поворачивают мезооптическое зеркало 3 так, чтобы темная полоса проходила через центральную часть мезооптического изображения и имела наибольший контраст и наименьшую ширину при данном уровне дискриминации фотоэлектрического сигнала. Затем ведут отсчет угла положения платформы 4 и результат измерения угла ориентации прямого следа частицы переносят в блок 9 отображения и записи данных, в которьй переносят также данные о положении ЯФЭ из системы 2. Так как ширина темной полосы на мезооптичес- ком изображении прямого сдеда частицы меньше ширины мезооптического изображения прямого следа в 2-3 раза, то во столько же раз повьш1ается точность измерения угла ориентации прямого следа частицы. Это достигается без каких-либо изменений диаметра поля

зрения и других условий наблюдения. I

Предлагаемое устройство пригодно

для более точного измерения угла ориентации прямого следа частицы без дополнительных элементов и без изме- нения основных условий измерений: диаметра поля зрения, коэффициента линейного увеличения рассеивающей цилиндрической линзы и параметров матрицы ПЗС.

.143

Призер , Размеры мезооптичес- кого зеркала с образующей в форме эллипса: диаметр 160 мм, апертура oi,/2 27 , Для того, чтобы изготовить мезооптическое зеркало с образующей в форме эллипса, состоящее из двух частей, заготовку для его изготовления делают не монолитной, а состоящей из двух пришлифованных и скрепленных жестко двух половинок. Линия между половинками проходит через центр мезооптического зеркала. После изготовления мезооптического зеркала методом прецизионного алмаз- ного точения, скрепляющие винты ослабляют и устанавли вают величину смещения двух частей мезооптического зерЛ oi 0,6 ,- то гсозг -r cos13

кала, равную

ь+ч

0,147 мкм. После этого скрепляющие винты затягивают. На практике указанную операцию приходится повторять 2-3 раза. Чтобы операция затяжки не приводила к деформациям зеркала, толщину мезооптического зеркала берзт достаточно больщой мм).

Формула из о ,б р е т е н и я

Устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии, содержащее систему фор

s

0

5

0

19 . ,

мирования сходящегося пучка света, систему перемещения и контроля положения ядерной фотоэмульсии,мезооптическое зеркало с образующей в форме эллипса, платформу с узким вырезом, систему формирования фотоэлектрических сигналов, укрепленную на платформе, систему поворота и контроля угла поворота платформы относительно оптической оси устройства, а также блок отображения и записи данных, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения /гла ориентации прямого следа частицы, мезооптическое зеркало с образующей в форме эллипса выполнено из двух частей, плоскость, разделяющая указанные две части, проходит через оптическую ось устройства .и совпадает с плоскостью симметрии системы формирования фотоэлектрических сигналов, две части мезооптического зеркала с образующей в форме эллипса сдвинуты одна относительно другой вдоль оптической оси устройД . ства на величину -cos-,, где Л - длина

волны света, oL - полная апертура ме- зооптического зеркала с образующей в форме эллипса, скреплены вместе, а также с платформой.

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике элементарных частиц и может быть использовано в технике трековых детекторов для наблюдения следов частиц в ядерной фотоэмульсии. Цель изобретения - повышение точности измерения угла ори- ентации прямого следа частицы. Суть изобретения заключается в том, что мезооптическое зеркало состоит кз двух скрепленных между собой частей, сдвинутых друг относительно друга вдоль оптической оси на величину /4cos u/4, где - длина волны света, oL, - полная апертура зеркала, что позволяет повысить точность измерения угла ориентации прямого следа частицы. 2 ил.

А-А

.

f/ r/mSL

lf 4Г

фиг. г