Способ градуировки скоростной шкалы мессбауэровского спектрометра Советский патент 1991 года по МПК G01N24/00 

.3159 анализатору 13 последоватгльности импульсов , Поступающих из усилителейформнроватеяей 1Q 12 и к блоку 14 измерения.и накопления интерферометрической информации Анализатор 13 и блок 14 подключены к ЭВМ 15. Причем анализатор 13 может содержать йндика тор знака скорости. В ЭВМ также Подключён канал регистрации спектрометрической информации, содержащий блок 16 усиления и амплитудной селекции и детектор 17 излучения, который регистрирует гамма-кванты или вторичное излучение, отвечающее фактам резонансного взаимодействия, обусловленным поглощением гамг а-квантов источника 18 излучения, укрепленного на подвиятной части .модулятора 5, в поглотителе 19. Для задания закона перемещения имеется блок 20 управления, Подклкг ченный к модулятору 5 и ЭВМ 15, Интерферометр содержит оптический блок 21 предварительного разделения луча лазера, оптический блок 22 разде ления и сведения интерферирующих лу чей, неподвижный отражатель 23, фаз о достигающие элементы 24, выполненные из стегслянных плоскопараллельных пла стин ТОЛ1ДИНОЙ, обеспечивающей фёзовь:о сдвиг лучей на 120 относительно друг друга и подвижный отражатель 25, укрепленный на подвижной части модулятора 5« Ход лучей показан стрелками. Способ осуществляется следующим образом При движении подвижной части моду лятора 5, задаваемого блоком 20 упг равлеНия, осуществляется модуляция энергии излучения 18 источника, региг .страция детектором 17 излучения, про- поглотитель 19 и накопление в ЭВМ 15 зимпульсов, поступающих с детектора 17 и прошедших амплитудную селекцию в блок 16.. Одновременно луч лазера 1 делится на три параллельных луча в оптическом блоке предварительного разделения Далее каждый из трех лучей делится на два в блоке разделения и сведения ин терфериру1ощих лучей, один из которых распространяется в неподвижном плече интерферометра, а другой в подвижнбм, оС5раЗованньгх соответственно неподвижным отражателям 6 и подвижным отражателем 4, укрепленным на подвижной части модулятора 5. Лучи в плече претер певают фазовый сдвиг относительно дру друга на 120 при прохождении через 6 плоскорараллеАьные пластины, толщина которых обеспе твает необходимую раз-ность хода. Отраженные в Непо;цвижнон и подвижном плечах лучи совмещаются в блоке 3, интерферируют и попадают на фотоэлектрические приемники 7-9 Таким образом, в плоскости приемников 7 - 9 имеютс; модулированные законой движения подвижного отражателя А три интерференционные картины. Сигналы с выхода фотоп11иемник6в могут бьггь записаны в виде jv(t)dt) f U- А i А COS (1) Г. 2 ( f-r Uj « Ад + А сое X } V(t)Qt , в ; (..Од. в А 4- д сое X с V(t)dt), где A - составляющая сигндпа обуе ловленная постоянной siacBei кой;. А - амплитудд модулированного сигнала) V(fc) - скорость перемещения прдЬй ной части; (f - начальная фаза сигнала овз словленная настройкой интерферометра. Все три сигнала далее поступают в, усилители-формирователи 10 - 12 где сигналы усиливаются и формируются п6 длительности и амплитуде Формирование импульсов осуществляется в момент ра венства фазы каждого из трех сигналов ff , ЗГ пГ j-,,j -j- Д® целое нечет- . ное, 0 этом случае изменению фазы на ИГ соответствует перемещению по;(вихнойл ,. . .. ........ части иа расстояние -г, а с учетом сдвига фазы интерференционных картия 2t . : . На -я- относительно друг друга, регистрация по трем .сигна там соответству- л . . - . i ет пёремещйиию «, .: После формирования пмпульсы с выходов усилителейпформйрователей 1012 поступают одновременио на входы блока 14 и анализатора 51 Диализатор 13 определяет какой последовательностн приходят из усипи телей- рмирователей импульсов н выр батывает код напрявления перемещения подвижной части, по которому определ ется и знак скорости. Если условно обозначим три луча после предварительного разделения лу ча лазера а, Ь, с, то световые поток интерференционных картин соответст- венно регистрируются приемниками 7 г 9, причем фазы интерференциоиных кар тин и электрические сигналы с фотоэлектрических приемниквв, а следовательно, и сформированные импульсные сигиалы с выхода уснлителей-формиро« вателей 12, 11 и 10 смещаются относи тельно друг друга на 120, т.е., если фаза ло лучу а равна О, то по Лучу в - +120, а по лучу с - +240. В этом случае, в зависимости от направления перемещения подвижного плеча интерферометра и подвижной части допплеровского модулятора, порядок чередования импульсных сигналов с усилителей-формирователей разный. Рассмотриваем выражения (1) - (3), приравниваем постоянную составляющую Ад нулю, что может обеспечиваться компенсационными средствами. Тогда молю видеть, что Uy, U| и Uj равны О (или вертуальному 0) в случае равенства фаз в вьфажениях (1) - (3) 90 и 270. Именно в эти моменты фор мируются импульсы на выходах усилите лей- рмирователей 12, 11 и 10, Можно записать . COS ( If t X S V(t)dt) « 0 (4) при ((/jfcA I v(t)dt - 9(ftn 180% где n натуральный ряд. Соответственно ((f4 1 t j V(t)dt - 0 (5) при ( 1 V(t)dt) - 90tnt80 cos ( t j V(t)dt) - 0 (6) при (t/f I V(t)dt) « 180 J л i 66 В вьфажениях (6) - (6) слагаемое содержащее интеграл, 0предр.ляег длину подвижного плеча интерферометра. Из выражений (А) - (6) видно, что формирование импульсных сигнапоа при перемещении подвижного плеча интерферометра в случае увеличения длины его, т.е. увеличение слагаемого, содержащего интеграл происходит в последовательности 110 лучам а, Ь, с или Ь, с, а, или с, a,b в зависимости от того, какова начальная фаза (f i При перемещении, когда длина плеча уменьшается, эта последоиательность изменяется и соответственно наблюдаются следующие последовательности формирования по лучам: а, с, b,или Ь, а, с, или с, а Ь. Анализатор 13 определяет, в какой последовательности приходят импульсы с выходов усилителей-формирователей 10 12 и вырабатывает код знака направления движения подвижной части допплеровского модулятора, который является также знаками скорости. Этот код поступает в ЭВМ и может быть в1лведен на индикатор знака скорости, В случае перемещения подвижной части допплеровского модулятора с постоянным ускорением, при переходе через нуль скорости последовательностг поступления импульсов из усилителе формироййтелей меняется на противоположную. Одновременно импульсы с выхода усилителей-формирователей 10 - 12 поступают на вход блока 14, откуда она передается в ЭВМ 15 для обработки и получения градуировочной характеристики. Вследствие того, что регистрация осуществляется по каждому лучу по трем интерференционным картинам, точность измерения значения скорости также увеличивается. Так как точность измерений определяется в основном чувстпительноСТ1:Ю к перемещению при данном способе регистрации, то с учетом начального, сдвига фаз трех лучей чувствительность к перемещеггию а этом случае увепичн- вается в три раза, т.е. регистрация изменения интерференционной картины на 1Г соответствует перемещению 4- а с учетом фазы относительно друг друга на 120 это соответствует перемещению , В общем случае, если используетсп интерферометр с многократными отражениями вплечах, чувст- вительность к перемещению равна , где п - коэффициент, хар айтери зующнй кратность прохождения луча в подвижном плече иитерферойетра, Такют образом в отлтши or извест-ных способов предлагаемый способ пса йоляет определить направление перемещения источника излучения относитель но поглотителя, т.е. знак скорости на энергетической шкале, что обеспечива ет правильный расчет энергетического смещения ядерных уровней без применения стандартных образцов. Кроме того способ позволяет увеличить точность получения градуировсч1гой характеристи ки и расчет скорости для каждой точки мессбауэровского спектра. Формула изобретения Способ градуировки скоростной шкалы Мессбауэровского спектрометра, основанньй на преобразовании перемещения подвижной части допплеровского модулятора эйергии резонансного излучения с помощью лазерного.интерфероМетра в Модулированный световой поток интерференционной картины, при котором осуществляют деление луча лазера и совмещение отраженных в подвижном и неподвижном плечах интерферометра , фотоэлектрической регистрации заданного изменения фазы интерференционной картины, запомина гии фактов регистрации фазы на всем рабочем участке перемещения подвижной части, по которым получают градуировочнукт характеристику, отлиЧатощийС я тем что, с целью повышения точности градуировки, луч лазера делят на три параллельных луча, в оДном из плеч интерферометра осуществляют по фазе каядого из трех лучей в интерферометре путем создания разности хода для каждого луча, регистрируют последовательность прохождения одной и той же фазы трех интерференционных картин по каждому из трех лу-, чеЙ5 по которой определяют направление перемещения подвижной части допплеровского модулятора и знак скорости на градуировочной характеристике

Изобретение относится к мессбауэ- ровской спектроскопии и может быть ис*- пользовано для градуировки мессбауэ-. ровских спектрометров. Цель изобрете- ния - повышение точности градуировки.Способ позволяет определить направление перемещения и знак скорости на градуир.овочной характеристике при одновременном повышеН1ш точности измерений в способе, основанном на преобразовании перемещения подвижной части допплеровского модулятора энергии резонансного излучения с помо0(ью лазерного интерферометра в модулированный световой поток интерференционной картины, при котором делят луч лазера па три параллельных луча. Затем в одном из плеч интерферометра осуществляют заданный сдвиг по фазе каждого лз трех лучей в интерферометре, регистрируют последовательность прохождения одной и той же фазы трех интерференционных картин по каждо!^ из трех лу~ чей, по которой определяют направление перемещения подвижной части допплеровского модулятора и з?шк скорости на градуировочной характеристике. 2 ил.(Лс' Изобретение относится к мессбауэро- некой спектроскопии и может быть йс"*' , пользовано для градуировки мессбауэ- ровских спектрометров..Цель^изобретения - повышение точ- hoCTH градуировки.На фиг. 1 показан вариант устроййт» ва для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 -• вариант схемы нн-~ терферометра.' -,Устройство для осуществления спосо-' ба градуировки скоростной шкалы содержит' лазер 1, оптический блок 2 предвари^ тельн!ого разделения лvчa лазера на . ,три параллельных, оптический блок 3 разделения и сведения интерферирующих лучей, подвижный отражатель 4, укрепленный на -подвижной части допплеровского модулятора 5,' образующий подвижное плечо интерферометра, неподвижный ..отражатель 6, образующий неподвижное ппечо интерферометра и обеспечивающий заданный сдвиг фазы по каждому из интерферирующих лучей за счет разности хода лучей, фотозлектрические приемники 7 •" 9, соединенные с усилителями- формирователями 10 — 12. Выходы усилителей-формирователей подключены кел соО5 CDО

Фиг,

2ii

Фиг. 2