ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПЛАЗМЫ Советский патент 1973 года по МПК G01N22/00 H05H1/00 

1

Изобретение относится « области технической физики и может быть и апользовано для определения электронаой коецентрации плазмы.

Известны СВЧ интегрферометры для измерения фазовых сдвигов ори определении электронной концентрации плазмы, в которых использовалы различные гилы модуляторов одной -боковой частоты.

В этих интерферометрах рабочий диапазон СВЧ частот и точность измерений определяются типом /применяемого модулят ора. Это связано € тем, что сипн/ал на .выходе реального модулятора представляет собой колебания не только одной боковой часто-ты (или (О - Q), а состоят из целого ряда ослабленных колебаний различных частот, отличающихся на величину Ш (k - иомер гармоники модулирующего напряжения). Наличие паразитных составляющих в текущем спектре СВЧ сигнала на выходе модулятора .приводит к существенным погрешностям при измерении фазовых сдвигав.

В предлагаемом интерферометре благодаря применению синхронизации плазменного разряда ,с рабОтой модулятора эти логрешНОсти устранены в широком диапазоне сверхвысоких 4iacTOT.

Блок-схема предлагаемого интерферометра представлена .на фиг. 1; иа фиг. 2 схематически изображен кулачок модулятора с синхронизирующей .металлической пластиной.

Сигнал от СВЧ генератора / разделяется на канала 2 и 3. Эти каналы представляют собой полые диэлектрические волноводы. В канале 2 помещены модзлятор 4 одной боковой частоты с датчиком 5 опорного напряжения и исследуемая плазма 6.

Оба сигнала (из каналов 2 и 3) поступают

в смеситель 7, на выходе которого выделяется сигнал частоты Q. Напряжения от датчика опорного напряжения и со смесителя поступают в блок фазометра 8 и далее на индикаторный осциллограф 9, горизонтальная развертка которого запускается синхронного с началом плазменного разряда.

Синхронизация плазменного разряда с вращением кулачка модулятора и запуском горизонтальной развертки осциллографа осущ ;ствляется с помощью синх1роиизатора 10. Синхронизатор выраб-атьввает импульсы для запуска плазменного разряда и горизонтальное развертки осциллографа только в моменты времени, соответствующие определенному положению кулачка // модулятора (фиг. 2).

Синхронизатор вырабатывает импульс

только тогда, когда металлическая пластина

12 замыкает контакты 13, 14 синхронизатора.

Плазменный разряд должен проходить в

отрезок времени, соответствующий повороту

кулачка на угол ос. Это необходимо для того, чтобы за время исследуемого разряда мтновенный спектр на выходе модулятора состоял из составляющих СВЧ колебаний только одной боковой частоты.

Чтобы не учитывать переходных процессов установления колебаний необходимо, чтобы время плазменного- разряда было несколько меньше времени, соответствующего повороту кулачка на угол а.

Минимальное время плазменното разряда, который может быть исследован с помОщьк) предлагаемого интерферометра, определяется максимально возможной скоростью вращения кулачка и числом полных периодов изменения фазы на выходе модулятора при повороте кулачка на угол а. Если считать что мамсимальная скорость 6000 об1мин, а для описа-ния процесса достаточно десяти-чпятнадщати .полных периодов изменения фазы на выходе модулятора, то мииимальное время продолжения исследуемого процесса должно быть не меньще 2-3 мсек.

Предмет изобретения

1. Интееферометр для диагностики плазмы, содержащий СВЧ генератор, измерительный и оиоряый волноводные тракты, сосуд для и модулятор, которые устанавлены в измерительном тракте, а также смеситель, детектор, осциллограф и хронизатор для синхронизации работы устройства, отличающийся тем, ЧТО, с целью увеличения точности измерений и р асширения диапазона частот прибора, модулятор вьшолнен в виде асиммеТ1ричного диэлбктричеакото тела, снабженного приводом для вращения и контактами, которые замкнуты при определенном положении тела и. соединены с хронизатором, а выход хронизатора подсоединен для запуска развертки осциллографа.

2. Интерферометр ,по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерений параметров плазмы импульсного газового разряда, выход Х ронизатора соединен со схемой управления плазменным разрядом.

плазменным

разрядом

Фиг.1

//

К синхронизатору .2