Устройство для наблюдения ядерной фотоэмульсии

Устройство для наблюдения ядерной фотоэмульсии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ ЯДЕРНОЙ ФОТОЭМУЛЬСИИ, содержащее систему формирования сходящегося пучка когерентного света, систему формирования мультиплицированных изображений следов частиц, нечетное число световодов и систему формирования и записи фотоэлектрических сигналов, отличающееся тем, что, с целью повьшения отношения сигнала к ШУМУ, система Формирования мультиплицированных изображений следов чаетиц содержит цилиндрический растр, состоящий КЗ цилиндрических линз,причем Шаг растра равен диаметру мультиплицированного изображения поля зрения , образующаярастра лежит в плоскости , перпендикулярной оптической оси устройства, и пересекает ее, ширина растра не меньше диаметра мультиплицированного изображения поля зрения, рабочая часть растра расположена непосредственно над мультиплицированными изображениями следов частиц , световоды сгруппированы в ГРУППЫ так что входные торцы световодов расположены в линейном фокусе каждой цилиндрической линзы, a число цилицд рических линз в растре выбрано нечет. ным.

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦ1 1АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 G 01 Т 5 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ В;.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ н АвтОРскоью свидетельствм (21) 3589097/18-25 (22 ) 12. 05. 83 (46) 23. 12. 84. Бюл. И 47 (72) Л.M.Ñîðoêî . (71) Обьединенный институт ядерных исследований (53) 539.1 073.7(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 708807, кл. G 01 Т 5/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 743424, кл. G 10 Т 5/10, 1978 (прототип), (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ

ЯДЕРНОЙ ФОТОЭИУЛЬСИИ, содержащее систему формирования сходящегося пучка когерентного света, систему формирования мультиплицированных изображений следов частиц, нечетное число световодов и систему формирования и записи фотоэлектрических сигналов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це..SU„„1130810 А лью повышения отношения сигнала к шуму, система Формирования мультиплицированных изображений следов частиц содержит цилнндоический.растр

7 состоящий из цилиндрических линз,при чем шаг растра равен диаметру мультиплицированного изображения поля зрення, образующая растра лежит в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства, и пересекает ее, ширина растра не меньше диаметра мультиплицированного изображения поля зрения, рабочая часть растра расположена непосредственно над.мультиплицированными иэображениями следов час- Я тиц, световоды сгруппированы в гоуппы так что входные торцы световодов расположены в линейном фокусе каждой цилиндрической линзы, а число цилиндрических линз в растре выбрано нечет ным.

1130810

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и физике элементарных частиц и. может быть использовано при исследовании свойств короткоживущих элементарных частиц 5 на пучках нейтрино от ускорителя.

Известен способ просмотра ядерной фотоэмульсни путем сканирования ее в поле зрения просмотрового микроскопа при освещении на просвет. Ориента- 10 ция н четкость фурье-образа прямого следа частицы не зависит от того, на какой глубине находится след частицы.

Это позволяет полностью исключить операцию перефокусировки изображения 15 по глубине и тем самым существенно упростить и ускорить операцию про-. смотра слоя ядерной фотоэмульсии (Ц.

Однако способ может быль реализован в виде одноканального устройства, >0 так как определение ориентации фурьеобраза прямого следа частицы ведут при помощи традиционной оптической изображающий системы.

Наиболее близким к предлагаемому пО технической сущности является устройство для наблюдения ядерной фотоэмульсии, содержащее систему формирования .сходящегося пучка когерентного света, систему формирования 30 мультиплицированных изображений следов частиц, нечетное число светово-. двв и систему формирования и записи фотоэлектрических сигналов. Устройство содержит источник когерентного света, линзу преобразования Фурье, систему сканирования фурье-образа следов частиц и фотоприемники, причем система сканирования фурье-образа следов частиц содержит зеркало в виде фигу- 40 ры вращения, ось симметрии которой совпадает с оптической осью устройства; сечение фигуры вращения плоскостью, проходящей через оптическую ось устройства, имеет вид дуги эллипса, один из фокусов которого расположен в точке пересечения медианной плоскости ядерной фотоэмульсии с оптической осью устройства, а во втором фокусе расположен один из. фотоприемников; .при этом зеркальная поверхность обращена в сторону ядерной фотоэмульсии, а зеркало имеет цилиндрический вырез с центром на оптической оси для прохода прямого пучка 55 света.

Устройство работает следующим. образом.

Линза преобразования Фурье формирует в плоскости пространственных частот фурье.-образ прямого следа частицы в ядерной фотоэмульсии. Зеркало такой конструкции собирает свет, дифрагированный на прямом следе частицы, и направляет его в один из фотоприемников, который расположен на прямой линии, проходящей через оптическую ось устройства и перпендикулярной ориентации измеряемого следа частицы. Если в поле зрения находится несколько прямых следов частиц, они формируют фотоэлектрические сигналы в нескольких фотоприемниках, Поэтому прототип является многоканальной системой с числом каналов до 200 и весьма эффективно решает поставленную задачу (2).

Недостаток известного устройства состоит в том, что точность определения координаты центра тяжести прямого следа частицы определенной ориентации недостаточно высока. Причина в том, что дифрагированный свет от прямого следа попадает в световод, соединенный с фотоприемником, причем диаметр световода равен диаметру мультиплицированного изображения поля зрения устройства. Поэтому эффективная точность определения координаты центра тяжести следа равна по порядку диаметру поля зрения. Это приводит к низкому значению отношения сигнала к шуму.

Цель изобретения — повышение отношения сигнала к шуму

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для наблюдения ядерной фотоэмульсии, содержащем систему формирования сходящегося пучка когерентного света, систему формирования мультиплицированных изображений следов частиц, нечетное число световодов и систему формирования и записи фотоэлектрических сигналов, система формирования мультиплицированных иэображений следов частиц. содержит цилиндрический растр, состоящий из цилиндрических линз, причем шаг раст= ра равен диаметру мультиплицированного изображения поля зрения, образующая растра лежит в плоскости, перпедикулярной оптической оси устройства, и пересекает ее, ширина растра не меньше диаметра мультиплицированного изображения поля зрения, рабочая часть растра расположена непосредст3 1130 венно под мультиплицированными изображениями следов частиц, световоды объединены в группы так, что входные торцы световодов расположены в линейном фокусе каждой цилиндрической линзы, а число цилиндрических линз в растре выбрано нечетным.

На чертеже изображено устройство для наблюдения ядерной фотоэмульсии.

Устройство состоит из системы 1 1.0 формирования сходящегося пучка когерентного света, слоя ядерной фотоэмульсии 2, системы 3 формирования мультиплицированных изображений следов частиц, цилиндрического растра 4. Шаг растра равен диаметру мультиплицированного изображения поля зрения, а ширина растра не меньше мультиплицированного иэображения поля зрения. Рабочая часть растра рас- gg положена непосредственно над мультиплицированными изображениями следов частиц. Образующая растра лежит в плоскости, перпендикулярной оптической оси устройства; и пересекает ее. д

Световоды 5 в нечетном количестве скомплектованы в группы. Входные торцы световодов расположены в линейном фокусе каждой цилиндрической линзы, число которых также нечетное.

Результаты наблюдения фиксируются в системе 6 формирования и записи фотоэлектрических сигналов.

Устройство работает следующим образом.

Сходящийся пучок когерентного света, образованный в системе формирования 1, падает на ядерную фотоэмульсию 2. Если в поле зрения устройства находится прямой след части- 4О цы, система 3 формирования мультиплицированных изображений следов

810 4 частиц формирует на входе цилиндрического растра 4 мультиплицированное изображение прямого следа частицы, которое ориентировано перпендикулярно линии, идущей через оптическую ось устройства, и находится на таком расстоянии от центра поля зрения, на каком находится след частицы в ядер ной фотоэмульсии 2. Цилиидрически фо кусирующая линза растра превратит от" резок прямой линии мультиплицированного изображения в пятно разиерои

5 мкм, Свет этого пятна попадает в один из световодов той группы световодов, которая находится в линейном фокусе растра. Свет по световоду дойдет до блока б - системы формирования в записи фотоэлектрических сигналов.

Если в поле зрения находится несколько пряипс следов частиц одной и той же ориентации, и если расстояние между ними больше 5 икм, свет пойдет в различные световоды группы световодов, и система 6 зарегистрирует два трека одинаковой ориентации, но с различныии координатами центра тяжести этих двух !треков, Техническое преимущество предлагаемого устройства состоит в том,что отношение сигнала к шуму в нем увели" чивается в и раз, где и число световодов в группе. Это позволяет вести наблюдение ядерной фотоэиульсии, имеющей большую загрузку фона и посторонних следов частиц.

К примеру, если диаметр световодов равен 10 мкм, а эффективный диаметр поля зрения равен l мм, и можно взять равным 100. Это означает, что отношение сигнала к шуму в устройст- ве увеличится в 100 раз.

1 130810

Составитель С. Кондратенко

Техред О.Неце Корректор М,Леонтюк

Редактор Е,Лушникова

Заказ 9605/33

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытнй

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4