Устройство для автоматического измеренияуглОВыХ РАСпРЕдЕлЕНий СлЕдОВ чАСТиц Советский патент 1981 года по МПК G01T5/10 G03H5/00 

1

Изобретение относится к области экспериментальной ядерной физики и физики элементарных частиц и может быть использовано при исследовании очарованных частиц на нейтринных пучках от ускорителя.

Известно устройство для сканирования объема фотоэмульсии , которое представляет собой микроскоп, снабженный системой перемещения ядерной фотопластинки относительно освещающего пучка. Сканирование по плоскости фотоэмульсии выполняют при помощи микрометрических винтов привода столикамикроскопа. Сканирование по глубине осуществляется при помощи винта наводки фокуса микроскопа. Принцип построения устройства не позволяет осуществить авматическое сканирование эмульсии.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для автоматического измерения угловых распределения следов частиц зарегистрированных на носителе с ядерной фотоэмульсией, которое содержит источник когерентного света, линзу преобразования Фурье, систему сканирования Фурье-образа треков и фотоприемники 12.

Система сканирования Фурье-образа треков выполнена в виде набора согласованных фильтров и снабжена необходимыми механическими привода. Окончательный анализ осуществ.пяется фотоприемником после обратного преобразования Фурье.

Однако такое устройство приспособлено для анализа изображений треков, ширина 1соторых намного больше длины волны света. Это приводит к тому, что эффективный угол дифракции света Q на треке невелик: &« 1. В этом случае единый голографический фильтр может быть изготовлен на плоской фотопластинке. Совсем другие условия возникают при сканировании ядерной фотоэмульсии, так как ширина трека релятивистской частицы составляет

20 около 0,5 мкм, что равно длине волны света. В этих условиях yro.rf дифракции & равен около 1 радиана и более.

Использовать известное устройство

25 при токах больших углах дифракции практически невозможно. Во-первых, единый голографический фильтр, выполняющий функцию системы сканирования, должен иметь либо очень большие размеры, либо должен быть изготовлен

на сферической поверхности. Во-вторых, для столь больших значений эффективных углов дифракции размеры линзы преобразования Фурье становятся также очень большими. Любое изменение конструкции неизбежно приведет к тому, что собираться будет небольшая доля света, дифрагированного на мелких зернах прямого трека в фотоэмульсии. Это с неизбежностью приводит к уменьшению отношения полезного света к фону и тем самым существенны рбразом усложнит многоканальную систему фотоприемников,. Потребуются усилители и решающее устройство.

Цель изобретения - повышение эффективности светосбора и удешевление конструкции при исследовании ядерных фотоэмульсий.

Это достигается тем, что в устройстве для автоматического измерения угловых распределений треков система сканирования Фурье-образа трека выполнена в виде системы щелевого сканирования с зеркалом в виде фигуры вращения, ось симметрии которой совпадает с оптической осью устройства сечение фигуры вращения плоскостью, проходящей через оптическую ось устройства, имеет вид эллипса, один из фокусов которого расположен в области пересечения носителя с фотоэмульсией с оптической осью устройства, а во втором фокусе расположен один из фотоприемников. При этом, зеркальная поверхность обращена в сторону фотоэмульсии, а зеркало имеет вырез с центром на оптической оси.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство для автоматического измере.ния угловых распределений следов частиц содержит источник 1 когерентного света (лазер), линзу 2 преобразования Фурье, фотоэмульсию 3, зеркало 4 и фотоприемник 5.

Устройство работает следующим образом.

Лазер 1 создает коллимированный пучок света, диаметр которого равен 0,3-2,0 мм. Линза 2 преобразования Фурье формирует Фурье-образ узкого трека ядерной фотоэмульсии 3. Зеркало 4,описанной выше конфигурации собирает весь дифрагированный свет от трека в пятно, размеры которого совпадают с поперечным размером пучка света. Фотоприемники 5 расположены на расстоянии R от оптической оси без просветов. Вырез на зеркале 4 исключает действие прямого пучка света и выбирается из условия пропускания света, дифрагированногона посторонних элементах исследуемой фотоэмульсии. Диаметр фотоприемников а и полное их число N связано с расстоянием R соотношением R N3/21, для обеспечения полного углового обзора.

Выходы двух фотоприемников, расположенных на одной линии под углом Ч и 180 + Ч , могут быть попарно соединены вместе, что увеличит амплитуду импульса фототока вдвое. Все

треки формируют одну и ту же форму фототока независимо от того, на какой глубине в фотоэмульсии они расположены.

15 Информация с фотоприемников может далее анализироваться при помощи необходимой цифровой обработки вместе с данными о координатном положении фотоэмульсии (при наличии соответствующих датчиков).

Формула изобретения

Устройство для автоматического из25 мерения угловых распределений сЛедов частиц, зарегистрированных на носителе с ядерной фотоэмульсией, содержащее источник-когерентного света линзу преобразования Фурье, систему

сканирования Фурье-образа треков и

фотоприемники, отличающеес я тем, что, с целью повышения эффективности светосбора и удешевления конструкции при исследовании ядерных фотоэмульсий, система сканирования Фурье-образа трека выполнена в виде системы щелевого сканирования с зеркалом в виде фигуры вращения, ось симметрии которой совпадает с оптической осью устройства,причем сечении фигуры вращения плоскостью, проходящей через оптическую ось устройств.а, имеет вид эллипса, один из фокусов которого расположен в области пересечения

с носителя с фотоэмульсией с оптической осью устройства, а во втором фокусе расположен один из фотоприемников, при этом зеркальная поверхность обращена в сторону фотоэмульQ сии, а зеркало имеет вырез с центром на оптической оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Пауэлл С. и др. Исследование элементарных частиц фотографическим

5 методом. НИЛ, М., 1962, с. 49.

2.Авторское свидетельство СССР №200023, кл. G 03 С 9/08, 29.07.67 (прототип).

«