Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в спектроскопии рабочего вещества газовых лазеров и диагностике плазмы для измерения времен релаксации и концентраций компонент газоразрядной плазмы. Известен способ измерения концентрации метастабильных атомов на оси газового разряда, при котором измеряют aбcoлюtнyю величину размеров пятна излучения лазера. Эта величина зависит от параметров газовой линзы, обусловленной распределением атомов в метастабильных состряниях по сечению разрядного промежутка. За тем с помощью расчетных соотношений находят концентрацию атомов 1. Однако указанный способ не позволяет .измерять время жизни метастабил ных атомов. Известен модуляционный способ измерения, времени жизни атомов примесного газа в плазме газового разр да Не - Ne- лазера, при котором измеряют амплитудную модуляцию излучения при мбдуляции тока разряда в диапазоне частот, соизмеримых с обратным временем жизни атомов в исследуемых состояниях 2. Такой . способ не позволя ет измерять плотность метастабильных атомов, а также вреМя жизни метастабильных атомов рабочего вещества. Известен способ измерения времен релаксации и концентрации компонент газоразрядной плазмы, помещенной в резонатор лазера, заключающийся в модуляции тока разряда при заданной ее глубине и регистрации излучения с помощью фотоприемника 3 . Известен способ основан наь гармонической модуляции тока разряда и измерений девиацией частоты излучения. При этом измерение девиации частоты осуществляют с использованием гетеродинного метода приема, при реализации которого разностная частота поддерживается постоянной с помощью системы автоподстройки частоты. Однако практическое осуществление указанного способа измерений является достаточно сложным, так как требует создания системы автоподстройки частоты. Кроме того, способу присущи недостатки гетеродинного метода приема: высокая чувствитель ШстЪ к механическим и акустическим пШёхай; 7 --; ; ; ; -; ;:.. Цель изобретения состоит в упрощении стособа измерения времен рела сации и концёнтрацик компонент газо разрядной плазмы. Указанная цель достигается тем, что измеряют глубину модуляции диаметра лазерного луча при различных частотах модуляции тока разряда| находит значение частоты, при котором глубина модуляции диаметра лазерного луча в -/ раз меньше значения этой величины на нулевой час тОте, по найденному значению частот судят о времени релаксации, а концентрацию определяют по формуле (0)L/, где Nt -концентрация компоненты газоразрядной плазмы; Mitufo)- глубина модуляции диамет ра лазерного луча на нул вой частоте; -длина резонатора; -радиус кривизны зеркала резонатора); d-gonst; b- orist; глубина модуляции тока разряда; Го - радиус разрядной трубки При этом определение глубины модуля ции диаметра лазерного луча осуществляют измерением распределения по диаметру луча постоянной состав.ляющей и амплитуды переменной составляющей сигнала с фотоприемника на частоте модуляции, а глубину модуляции определяют по формуле Ч(|ч-(Я, где глубина модуляции диамет ра лазерного луча; , : . . и - глубина модуляции сигнал ---- с фотопрйемника; ,- координаты точек внутри лазерного луча; 2.(х) - диаметр лазерного луча. Выполнение предложенного способ иллюстрируется следующим примером. Времена релаксации и концентрац ат.омов в метастабильнЫх состояниях измеряют в газоразрядной плазме, помещенной в а:ктивный объем резона тора Не - Ne -лазера, -например, ти па ЛГ 52-3 ( - 6328А), с длиной резонатора Ь - 30 см, радиусом раз рядной трубки TQ- 0,7 мм и радиусом .кривизны сферического зеркала см. Ток разряда подвергают мо- дуляци-и с заданной глубиной ггц-10% .а- излучение регистрир тот с помощью фотоприемника, перед которым помещена микрометрическая щель от скамьи рСК-2. Сигнал с ФЭУ регистрируют с помощью вольтметра постоянного тока и селективного измерительного прибора, настроенного на частоту модуляции. Измеряют .глубину модуляции диаметра лазерного луча при различных частотах модуляции тока разряда от О до100 кГц. Находят значение частоты, при котором глубина модуляции диаметра лазерного луча в У раз меньше значения этой величины на нулевой частоте и определяют время релаксации. При значениях констант 01 -2,310 t- 9,32-10 ° см рпределяют концентрацию. При всех названных условиях в результате измерения и расчета получены следующие значения искомых параметров: обратное время жизни , кГц; концентрации М„ 2 Ю см . Таким образом, описанный способ позволяет определять времена релаксации и концентрации компонент газоразрядной плазмы более простым путем, так как по сравнению с известным отсутствует необходимость стабилизации разностной частоты излучения исследуемого лазера и Лазера-гетеродина и фотосмещения сигнала от двух источников. Формула изобретения 1. Способ измерения времен релаксации и концентрации .компонент газоразрядной плазмы, помещенной в резонаТор лазера, заключающийся в модуляции тока разряда при заданной ее глубине и регистрации излучения с помощью фотоприемника, отличающ и и с я тем, что, с целью упрощения способа, измеряют глубину модуляции диаметра лазерного луча при различных частотах модуляции тока разряда, находят значение частоты, при котором глубина модуляции диаметра лазерного луча в раз меньше значения этой величины на нулеврй частоте, по найденному значению частоты судят о времени релаксации, а концентрацию определяют по формуле .co)Llj /Jo Hm-a« + b,,,, m, тш(о) - концентрация компоненты газоразрядной плазмы; 1М1зГ глубина модуля-ции диаметра лазерного луча на нуле- вой частоте; (L - длина резонатораг ;; R - радиус кривизны зеркала) ; и ; а-const; - b-uonbt; m - глубина модуляции тока разряда,- . Го - радиус разрядной трубки.
3667063 .4
2. Способ по п. 1. отличаю-Xi,Xj - координаты точек внутри
щ и и с я тем, что определение глу--лазерного луча ,
бины модуляции диаметра лазерного лу-2ш - диаметр лазерного луча,
ча осуществляют измерением распреде-Источники информации,
ления по диаметру луча постояннойпринятые во внимание при экспертизе составляющей, и амплитуды переменной . La Verne A.SchEie.J.TVerdeven.Radiae
составляющей сигнала с фотоприемни-RotiCe of nevn Momsina Hu-Ne ctive
ка на частоте модуляции и определи-DibchanCe and Their Lens Elieci on Lasindot
ЮТ глубину модуляции диаметра лазер-640и-ЛЕЕЕ Тоогиав of Quantum EEectoSic
ного луча по формулеI969,v QH-S,N2I
m (XVm (х 10z.U kutoetat.noiae ancl Itlodueaiionof
m..,a гЛ л /у vi-i ° Нй-П& иаьепл Tethnoe. Repta.OsakaWmvurs
Ч(ш) (J1966,v1fe.f 7l6-747,p-505.
где тц - глубина модуляции сигнала 469179, кл. Н 01 S 3/00, 04.0174
с фотоприемника;(прототип).
V 3. Авторское свидетельство СССР
