Способ фотографирования рабочего объема трековых детекторов Советский патент 1983 года по МПК G01T5/02 

Изобретение относится к технике физического эксперимента для исследования свойств элементарных частиц и актов их взаимодействия с веществом посредством различного типа детекторов (пузырьковых, камер Вильсона и др.) с фотографической системой регистрации.

Фотографическая регистрация следов заряженных частиц в объемах различного типа следовы х камер (пузырьковых, диффузионных, искровых, стримерных, камер Вильсона) является одним из эффективнейших средств исследования в физике элементарных частиц и атомного ядра.

Хорошо известно основное противоречие между глубиной резкости фотографируемого пространства и разрешающей способностью: с увеличением относительного отверстия фотографического объектива возрастает разрешение и падает глубина резкости. Вследствие этого противоречия снижается эффективность следовых камер, поскольку на увеличение глубины фотографируемых объемов в следовых камерах накладывается ограничение из-за потери разрешения.

Известен способ фотографирования пузырьковых камер, согласно которому увеличение глубины резкости достигается благодаря сканированию фотографируемого объема путем качания объектива фотокамеры за sperviH экспозиции. Недостаток этого способа - ограниченность применения для регистрации быстропро текающих процессов.

Известно ycTpoffcTBo - фотограммерическая камера с повышенной глубиной резкости, которая достигается за счет применения мозаичного выравнивающего стекла с целью зонального смещения плоскости фокусировки l Недостатком этого устройства является ограниченность его применения - для регистрации событий, в которых нет опасности потери информации на стыках зон с разной фокусировкой.

Ближайшим к заявляемому является способ фотографирования рабочего объема штрековых детекторов с помощью фотокамеры С2 .

В известном решении использован комбинированный прием обхода этого противоречия, примененный в камерах Вильсона - для регистрации следов в них применены две системы фотографирования : одна система обеспечивает съемку полной глубины фотографируемого объема с целью определения пространственной геометрии регистрируемых событий с хорошей точностью, а другая обеспечивает съемку объема по частям с целью достижения хорошего разрешения в изображении следов для определения ионизации. Надостатком такого решения является значительное усложнение фоторегистрирующей аппаратуры камеры Вильсона. В отдельных случаях такое решение может оказаться неприемлемым из-за недостатка места для размещения такой усложненной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение эффективности регистрации следов заряженных частиц путем увеличенияГ глубины резкости фотографируемого объема при условии сохранения высокого разрежения.

Цель достигается тем, что по способу фотографирования рабочего объема трековых детекторов, с помощью фотокамеры используют плоскопараллельную пластину, расположенную между фотокамерой и фотографируемым объемом, при этом коэффициенты отражения передней и задней сторон составляют соответственно 0,2 - 0,4 и 0,9 - О,96.

Возможно размещение в одном кадре изображений двух или более частей объема следов камеры по соседству друг с другом без наложения их друг на друга и возможно размещение с наложением изображений частей объема следовой камеры друг на друга.

Система фотографирования, представленная на фиг. 1 включает камеру 1 и три плоских зеркала 2-4, располол енные между объектом фотографирования 5 и фотокамерой. Расположение зеркал и углы их наклона подобраны так, что в плоскости фотоснимка образованы три изображения объекта фотографирования, причем эти изображения отделены друг от друга. Такое решение возможно в случае применения для фотографирования широкоугольного объектива. В данной системе фотографирования плоскости фотоснимка в пространстве объекта съемки соответствуют три плоскости 6-8 наилучшей фокусировки для каждого из трех кадров. Таким образом, посредством применения нескольких плоских зеркал и широкоугольного объектива оказывается возмoжны 1 получение нескольких изображений объекта с различным положением плоскостей наводки (наилучшей фокусировки} в пространстве предметов,т.е. без усложнения фоторегистрирующей аппаратуры и без потери разрешающей способности достигается увеличение глубины резкости в фотографируемом пространстве.

На фиг. 2 представлена аналогичная система фотографирования, включающая фотокамеру 9 и плоскопараллельную пластину с отражающими слоями 10, установленную между фотокамерой и объектом фотографирования 1 Фронтальное покрытие плоскопараллельной пластины имеет коэффициент

отражения в интервале 12 (0,2 - 0,4 а тыловое покрытие в интервале 13 (0,9 - 0,96). Благодаря применению двух плоскопараллельных зеркал возможно получение множества изображений объекта съемки в такой системе. Однако если объектив фотокамеры имеет большое относительное отверстие , то часть изображений объекта будет расфокусирована, и на снимке окажутся зафиксированными только отдельные части объекта (слои). Так например, изображение плоскости ДЦ в пространстве объекта, образованное благодаря отражению на плоскости зеркала 10 займет положение а плоскости СС, образованное благодаря отражению на плоскости- зеркала,13, займет положение С2С, а изображение плоскости ББ, образованное бл&годаря последовательным отражениям на плоскостях 13,12 и вновь 13, займет положение , при этом все эти изображения разместятся в одной плоскости и с хорошим разрешением будут зафиксированы на фотоснимке. Таким образом, в данной системе фотографирования благодаря применению плоскопараллельной пластины с двумя отражающими слоями, расположенной между объектом фотографирования и фотокамерой, достигается получение нескольких узких областей пространства предметов на одном снимке, в зависимости от угла наклона зеркала к оси фотокамеры указанные изображения окажутся наложенными друг на друга в различной степени. В зависимости от значения коэффициента отражения каждого из двух слоев послойные изображения объекта будут отличаться от плотности почернения, что важно для отделения этих изображений друг от друга. Иначе говоря, при высоком разрешении посредством одной фотокамеры может быть увеличена глубина резкости в пространстве предметов в три раза. Возможно получение и четвертого изобра5кения , но оно будет слишком ослаблено из-за потерь света на отражениях.

Преимуществом системы фотографирования , представленной на фиг. 2, является возможность сравнительно

Q просто изменять величину зазоров между плоскостями наилучшей фокусировки в пространстве объекта съемки - путем замены плоскопараллельной пластины с отражающими слоями

с на другую с соответствующей толщиной. Величина сдвига изображений слоев в данной системе фотографирования (фиг. 2) определяется углом наклона плоскопараллельной пластины к оси фотокамеры. В том случае,когда ось фотокамеры совпадает с пер пендикуляром к плоскопараллельной ;пластине, сдвиг изображений слрев друг относительно друга исчезает.

5 Область применения данной системы фотографирования ограничена, поскольку наложение нескольких изображений группы событий затруднит их анализ. Однако в последнее время

д следовые детекторы нашли применение в так называемых гибридных установках в качестве вершинных детекторов, в которых достигается выделение и регистрация одного исследуемого типа события. В этом случае, когда

5 на снимке зафиксировано несколько частичных изображений одного и того же события, анализ такого снимка может быть проведен без затруднений и однозначно. В то же время повышение глубины резкости изображения в таком вершинном детекторе при хорошем разрешении очень существенно для повышения эффективности всей гибридной установки.

СПОСОБ ФОТОГРАФИРОВАНИЯ РАБОЧЕГО ОБЪЕМА ТРЕКОВЫХ ДЕТЕКТОРОВс помощью фотокамеры, о т л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности регистрации следов заряженных частиц путем увеличения глубины резкости фотографируемого объема при условии сохранения высокого разрешения, используют отражательную с двух сторон плоскопараллельную пластину, расположенную между фотокамерой и фотографируемым объемом, при этом коэффициенты отражения передней и задней сторон составляют соответственно 0,2 — 0,4 и 0,9 - О,96.:J-'/(ЛооОО•^ юСП