Устройство для приема длинных инфракрасных лучей и гиперкоротких электромагнитных колебаний Советский патент 1940 года по МПК G01J1/16 

Уже давно рядом авторов предлагались массовые излучатели ультракоротких волн из узеньких полосок металла на изолирующей подложке, которые при искровом возбуждении действовали как сложные настроенные (обычно синфазные) антенны с направленным излучением и определенной частотой. Применить подобную систему микро-антенн для целей приема до сих пор не удавалось, так как не был известен способ детектирования колебаний в таких микроантеннах. В настоящее время, вследствие достигнутых успехов в технологии фотоэлементов, такой способ имеется.

Предмет предлагаемого изобретения составляет устройство для приема длинных инфракрасных лучей и гиперкоротких электромагнитных колебаний, основанное на применении упомянутого выше массового излучателя.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема предлагаемого устройства.

Систему антенн, упомянутую выше и размещенную на стеклянной пластинке, помещают в высокий вакуум. Сами антенны (тонкие пластинки металла, расположенные рядами) выполнены из серебра или сурьмы либо из других металлов, но покрыты серебром или сурьмой. Очевидно, что пластинки в этом случае можно сделать светочувствительными оиим из обычных способов, хотя бы при помощи обработки цезием. Тогда над поверхностью каждой пластинки при освещении будет образовываться объемный заряд, который обеспечит появление между пластинками своеобразной электронной проводимости, которая, однако, не будет униполярной. Если расположить вдоль краев пластинки по направлению, перпендикулярному к осям диполей (антенн), два коллектора, соединенные с вводами в баллон, и направить на такую пластинку перпендикулярно к ее поверхности поток гиперкоротких волн, длина которых будет близка к собственной длине волны диполей, то, во-первых, система диполей будет колебаться синфазно, а вовторых, фотоэлектронная эмиссия будет перемещаться то к одному концу диполя, то к другому, в зависимости от мгновенного значения напряжения на концах. При этом поток фотоэлектронов от каждого диполя будет замыкаться преимущественно на самом диполе и эффекта во внешней цепи наблюдаться не будет. Если прибор поместить в магнитное поле, силовые линии которого будут направлены перпендикулярно к осям диполя, и подобрать его напряженность так, чтобы в течение одного полупериода колебаний электроны с отрицательных концов одного ряда диполей направлялись на положительные концы следующего ряда, то в следующий полупериод магнитное поле заставит фототоки отдельных диполей целиком замкнуться между концами одного диполя.

В этом случае пластинка не только приобретет униполярную проводимость, но даже будет давать фотоэлектродвижущую силу, которая, естественно, будет зависеть от характера воздействия (интенсивность и длина волны), от интенсивности высокочастотных колебаний диполей и от напряженности магнитного поля, а также и от числа диполей.

При наклонном падении потока гиперкоротких волн будут, кроме того, наблюдаться более сложные явления, связанные со сдвигами фаз, поляризацией и пр. Магнито-фотоэлектродвижущая сила будет тогда индикатором, позволяющим проследить за протеканием и условиями возникновения этих вторичных явлений, так как для измерения ее может быть применен метод компенсации.

На чертеже изображена схема м агнито-фото-электронного детектирования в двух фазах, относящихся к первой и третьей (соответственно левая и правая часть схемы) четверти периода колебаний диполей.

На схеме приняты следующие обозначения: А - пластинка, Д-диполи, В-коллекторные пластинки, соединенные с вводами, //-магнитное поле. Ж-магнит, Г-гальванометр; пути электронов изображены изогнутыми стрелками.

Очевидно, что осуществление диполей возможно фотографическим способом, путем нанесения на стеклянную пластинку серебряного растра, или, иначе, одним из тех способов, которые применяются для получения фотоактивных мозаик типа Зворыкина. Только размеры зерен должны соответствовать длинам волн, которые необходимо детектировать. При этом, очевидно, получить острый резонанс будет невозможно, да и особой надобности в этом нет.

В то же время соблюдение фазовых условий приобретает особо важное значение и едва ли удастся применять пластинки больщиу размеров. Тем не менее есть полное основание думать, что при определенных условиях будет вполне возможно магнито-фото-электронное детектирование даже длинных инфракрасных волн и измерение длинноволновой инфракрасной радиации. Магнитное поле может быть и переменным. Тогда оно будет давать переменную э. д. с. с той же частотой, которую легко будет усилить обычными способами.

Предмет изобретения.

1.Устройство для приема длинных инфракрасных лучей и гиперкоротких электромагнитных колебаний, основанное на применении массового излучателя Аркадьевой-Глаголевой и Левитской, отличающееся том, что указанный излучатель (приемная антенна) состоит из нескольких расположенных рядами диполей, обработанных известным способом для создания условий наличия внещнего фотоэффекта по всей длине каждого из них и размещенных, например, на изолирующей пластинке, заключенной в эвакуированный баллон, помещенный в постоянное или переменное магнитное поле, ориентированное так, чтобы движение фотоэлектронов соверщалось от одного ряда диполей к другому, с целью создания, при наличии резонанса диполей с приходящими колебаниями, тока между диполями и двумя очувствленными пластинками, соединенными с вводами.

2.Видоизменение устройства по п. 1, отличающееся применением системы несимметричного типа, например, мозаичного фотокатода.