Устройство для измерения степени поляризации по спектру и спектра потока излучения Советский патент 1979 года по МПК G01J4/04 

(54) УСТРОЙСТВр ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПО СПЕКТРУ И СПЕКТРА ПОТОКА ИЗЛУЧЕНИЯ . . 370 измерении отрипатолъ.1гого значо иия степеИИ поляризации по-гокп ивлучёния на .цифрсюом табло реверсивного счетчика будет Зйрегистрировлио не отрицательное число, т.е. некоторое число К со знаком минус (-), а дополнительное ему число Д,где Е - емкость счетчика. Поэтому пойле окончания измерения отрицательного значения степени поляризации необходимо предварительно перейти от дополнительного числа ( Е-А.) к основному числу (-А) т.е. вьшолшть операцию вычитания. Лишь после этого число (-Л) делится на показания суммирующего счетчикаДЛЯ определения значения степени поляризации, т.е. абсолютные значения степени поляризации не могут быть получены непосредственно. Целью изобретения является непосредственное получение абсолютных значений степени поляризации исследуемого потока излучения в широком спектральном интервале. Для этого в спектрополяриметре оптико-механический модулятор состоит из двух поляризаторов, а фотоэлектрическая система счета фотонов содержит самодополняющийся реверсивный счетчик, выходы которого соединены со схемой указателя знака поляризадаи и через схему совпадений, которая соединена с выходом сжшьг указателя знака -поляризации и управлйется ею, с памятью, а также само дополняющийся суммирующий счетчик, .вы хбда которого соединены с входами памя тй, а ВБГхЬды па|1у1яти через схёму совпадений соединены с установочными входами Самодополняющегося суммирующего счетчика, причем первый поляризатор оптико мЙхаШШСкоГЬ мбЩглятора вьгаОлнён подЖйЖньта свозможностью поворота вокруг своей оптической оси и фиксации в двух йояОжениях, угол между которыми равен 90°, а второй поляризатор неподвижен и ориентирован в пространстве так, что его плоскость поляризации образует угол 45 относвтельно плоскостей поляризавди пер°- ШгбйШ яризатвора в первом и втором положениях. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для измерения степени попяризаДШЙ по Спектру и спектра потока излуч&. ния; нафиг. 2 -epeMeKtHal-UtaffWiaMa, поясняющая работу устройства. Устройство содержит оптико-адехаиический модулятор, образованный поляризаторами 1, 2, спектральный прибор 3, фотоумножитель 4, электронную схему 5, включающую в себя широкополосны и литёлЬ одноэлектронных импульсе ФЭУ и интегралып 1й амнлитушилй дискриминатор этих импульсов, схему 6 совпадений, самодополняюишися суммирующий счетчик 7 с памятью 8 величины щума, схемой 9 совнадений и памятью 10 величины сигнала, самодополняющийся реверсивный счетчик 11 со схемой 12 указателя знака поляризации, схемой 13 совпадений и памятью 14, два цифроаналогопых преобразователя (ЦАП) 15 и 16, реверсивный двигатель 17, датчики 18 (Сложение) и 19 (Вычитание) положенияполяризатора Р. , конструктивно расположенные на оправе этого пШяризатор1а, схему 20 автоматики и связанные с ней таймер 21 и счетчик 22 количества 1ЩКЛОВ. Устройство работает следующим образом. Параллельный пучок анализируемого излучения проходит через поляризаторы 1 и 2 и освещает входную щель монохроматора 3. Выделенное спектральным прибором монохроматическое излучение детектируется фотоумножителем 4. Одноалектронные импульсы анодного тока ФЭУ усиливаются широкополосным усилителем и дискриминируются по амплитуде (электронная схема 5). Стандартизованные схемой 5 одноэлектронные импульсы ФЭУ поступают на вход схемы 6 совпадений. Эта схема пропускает одноэлектронные импульсы при наличии сигнала Разрешейие измерения, сложения и вычитания , поступакицего со схемы 20 автоматики. При включении устройства импульсом :Пуск (фиг. 2а) схема 20 автоматики включает питание реверсивного двигателя 17 и устанавливает поляризатор 1 в первое положение. В этот момент срабатывает датчик 18 Слежение (см. фиг. 26). Его сиги ал поступает на вход схемы 20 автоматики, которая открывает схему 6 совпадений и управляет таймером 21. Таймер начинает измерение времени (фиг. 2г), в течение КсХгорого открыта схема 6 совпадений (фиг. .2д), За время измерения при операции сложения через схему 6 совпадений проходит N одноэлектронных импульсов ФЭУ, которые поступают на входы самодополняющегося суммирующего счетчика 7, самодополняющегося реверсивного, счетчика 11 и схемы совпадений 12 указателя знака поляриздвди, В обоих счетчиках будет записано М импульсов; По окончании времени измерения для операдаи сложений, которое ,.)адается таймером и может быть равным 0,1; 0,3; 1; 3; 10; 30; 10О; ЮО;10ОО; 3000 секунд, сигналом переполнения таймера 21 схема 20 автоматики закрывает схему 6 совпадений и двигателем 17 поворачивает поляризатор 1 в-обратном направлении на 90 и устанавливает его во второе положение. При этом срабатывает датчик 19 Вычитание (фиг. 2в). Он управляет схемой 20 автоматики, которая снова открывает схему 6 совпадений и управляет работой таймера 21. Таймер начинает измерение времени (фиг. 2г),в течение которого открыта схема 6 совпадений (фиг. 2д). За заданное таймером время измерения при операции вычитания через схему 6 совпадений проходит N одноэлектронных импульсов, которые поступают на входы счетчиков 7 и 11 и вход схемы 12 указателя знака поляризаши. После операций сложения и вычитания, составляющих один. цикл в режиме измерения степени поляризации, в суммирующем счетчике 7 будет записано число ( N), а в реверсивном счетчике 11 будет записано число() Оба эти числа заносятся в памяти 10 14 соответственно и высвечиваются на пифровых табло прибора. Степень поляризации анализируемого потока излучения (см. фиг. 2е) равна: -Ц;-- со знаком плюс или минус, который выдает электронная схема указателя знака поляризапии. Результаты измерений могут усредняться по болыцему количеству циклов, которое задается счетчиком 22 количества циклов. Результат такого уоредценного измерения выводится на дифровые табло счетчиков после окончания последнего заданного цикла. Количество импульсов, накапливаемое в суммирующем счетчике за время измерения, пропорционально средней интенсивносги исследуемого потока излучения и позволяет с помощью ЦАП 15 регистрировать его спектральное распределение ; :при сканировании спектрального прибора31 Если необходимо зарегистрировать tc«ib ко спектр потока излучения, то оптикрмеханический модулятор убирается из пучка света. Излучение непосредственно освещает входную щель монохроматора 3. Схема 20 автоматики устанавливается переключателем в режим записи спектра, При записи спектра можно испольаовать все интервалы времени, задаваемые таймером. При измерении степени цоляри- эации используются временные интерполи, равные 3 с и больите. Прибор, реализующий предлагаемое усгг ройство,позволяет- измерять степень поляризапии в диапазоне поляр1шаций от -1 до +1 с точностью до 10 формула изобретения 1. Устройство для измерения степени поляризации по спектру и спектра потока излучения, содержащее оптико-механический модулятор, спектральный прибор и фотоэлектрическую систему счета фотонов с реверсивным и суммирующим счетчиками, отличающееся тем, что, «елью непосредственного получения абсопютных значений степени поляризации исследуемого потока излучения в широком спектральном интервале, оптико-механичоский модулятор состоит из двух поляризаторов, фотоэлектрическая система счета фотонов содержит самод полняющийся реверсив ный счётчик7 вьЬсбдьГ которого соёдинены со схемой указателя знака полиризации и через схему совпадений, котоР® соединена с выходом схемы указате знака поляризации и управляется ею, с памятью, а также самодополняющийся суммируюишй счетчик, выходы которого соединены с входами памяти, а выходы памяти через схему совпадений соединены с установочными входами самодополняющегося счетчика. 2. Устройство по п. 1, отличают е е с я тем, что первый поляриза °Р оптико еханического модулятора выполнен подвижным с возможностью пово ° оптической оси и {нк « поло жениях, угол между Р ° « поляризатор непЬдвижен и ориентирован в пространст« ° плоскость попя,изацш1 образует угол 45 относительно плоскос поляризации первого поляризатора Б. и втором положени.ях. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Баланюк А. Н. и др. Измерение потоков малой интенсивности в режиме сче-. та фотонов. Приборы и техника экспоримента, Nr 1, 1976, с. 171-173. 2. Авторское свидетелт.ство СССР № 360593, кл., G 01 N ;;1/4 1, от 1971 (прототип)..

Л сапописцу

Н самописцу

4,

-ь

IIL

t

Т V

7 V.

.z