Способ градуировки скоростной шкалы мессбауэровского спектрометра

Способ градуировки скоростной шкалы мессбауэровского спектрометра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к мессбауэровской спектроскопии и может быть ис*- пользовано для градуировки мессбауэ-. ровских спектрометров. Цель изобретения - повышение точности градуировки.Способ позволяет определить направление перемещения и знак скорости на градуир.овочной характеристике при одновременном повышеН1ш точности измерений в способе, основанном на преобразовании перемещения подвижной части допплеровского модулятора энергии резонансного излучения с помо0(ью лазерного интерферометра в модулированный световой поток интерференционной картины, при котором делят луч лазера па три параллельных луча. Затем в одном из плеч интерферометра осуществляют заданный сдвиг по фазе каждого лз трех лучей в интерферометре, регистрируют последовательность прохождения одной и той же фазы трех интерференционных картин по каждо!^ из трех лу~ чей, по которой определяют направление перемещения подвижной части допплеровского модулятора и з?шк скорости на градуировочной характеристике. 2 ил.(Лс' Изобретение относится к мессбауэронекой спектроскопии и может быть йс"*' , пользовано для градуировки мессбауэровских спектрометров..Цель^изобретения - повышение точ- hoCTH градуировки.На фиг. 1 показан вариант устроййт» ва для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 -• вариант схемы нн-~ терферометра.' -,Устройство для осуществления спосо-' ба градуировки скоростной шкалы содержит' лазер 1, оптический блок 2 предвари^ тельн!ого разделения лvчa лазера на . ,три параллельных, оптический блок 3 разделения и сведения интерферирующих лучей, подвижный отражатель 4, укрепленный на -подвижной части допплеровского модулятора 5,' образующий подвижное плечо интерферометра, неподвижный ..отражатель 6, образующий неподвижное ппечо интерферометра и обеспечивающий заданный сдвиг фазы по каждому из интерферирующих лучей за счет разности хода лучей, фотозлектрические приемники 7 •" 9, соединенные с усилителямиформирователями 10 — 12. Выходы усилителей-формирователей подключены кел соО5 CDО

ÄÄSUÄÄ 1596916

А1 (51) 5 G 01 N 24/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ГО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

" -" и limni

° р т (46) 07.09.91. Бюп. Р 33 (21) 4468812/25 (22) 01.08.88 (71) Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения Научнотехнического объединения AH СССР ,(72) О. А. Гордеев и В. В. Куприянов (53) 539. 143.43(088.8) (56) Granshaw Т. Е. Three problems

associated vith the interfегоmetric

calibration of Hossbauer Spectrometers °

Scientific Instruments, v. 6, 1973, р. 1053-1057.

Авторское свидетельство СССР

I 1189210, кл. С 01 и 24/00, 1984. (54) СПОСОБ ГРЛДУИРОВКИ СКОРОСТНОЙ

ШКАЛЫ МЕССБАУЭРОВСКОГО СПЕКТРОМЕТРА (57) Изобретение относится к мессбауэ ровской спектроскопии и может быть ис нользовано для градуировки мессбауэ. ровских спектрометров. Цель изобретения - повышение точности градуировки.

Изобретение относится к иессбауэро» вской спектроскопии и может быть йс», пользовано для градуировки мессбаузвовских спектрометров.

Цель изобретения - повышение точ ности градуировки.

На фиг. 1 показан вариант устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - вариант схемы ин терферометра.

Ъ

Устройство для осуществления способа градуировки скоростной шкалы содержйт лазер 1, оптический блок 2 предварн» тельного разделения лчча лазера иа

Способ поэволяет определить направление перемещения н знак скорости на градунровочной характеристике при од-. новременном повышении точности измерений в способе, основанном на преобразовании перемещения подвижной части допплеровского модулятора энергии резонансного излучения с помощью лазерного интерферометра в модулированный световой поток интерференционной картины, прн котором делят луч лазера на трн параллельных луча. Затем в одном иэ плеч интерферометра осуществляют заданный сдвиг по фазе каждого нэ трех лучей в интерферометре, регистрирунт последовательность прохонпеиий сдной и той же фазы трех интерференционных картин по каждому нэ трех лучей, по которой определяют направление перемедений подвинной части допплеров- С ского модулятора и эМак скорости на градуировочной характеристике. 2 ил, 3

Сл

СФ

ОЪ три параллельных, оптический блок 3 разделения и сведения интерферирующнх лучей, подвижный отражатель 4, укрепленный на подвижной части допплеровс кого модулятора 5, образующий подвижное плечо интерферометра, неподвижный отражателЬ 6, образующий неподвижное д плечо интерферометра и обеспечивающий заданный сдвиг фазы по каждому нэ интерферирующих лучей эа счет разности хода лучей, фотоэлектрические приемники 7 9, соединенные с уснлителямиформирователями 10 — 12 ° Выходы усилителей-формирователей подключены к

1596916

4 анализатору 13 последовательности импульсов, поступающих иэ усилителей-, формироватеяей 10 12 и к блоку 14 иэмерения.и накопления интерферометрической информации. Анализатор 13 и блок 14 подключены к ЭВМ 15. Причем анализатор 13 может содержать индика,тор знака скорости. В- ЭВИ также под-!

:ключен канал регистрации спектрометрнческой информации, содержащий блок

16 усиления и амплитудной селекции и детектор 17 излучения, который регистрирует гамма-кванты или вторичное излучение, отвечающее фактам реэонан- 1g сного взаимодействия, обусловленным поглощением гамма-квантов источника

18 излучения, укрепленного на подвиж;.. ной части .модулятора 5, в поглатителе

19 .Для задания закона перемещения имеется блок 20 управления, падклю" ченный к модулятору 5 и ЭВМ 15.

Интерферометр содержит оптйческий блок 21 предварительйого разделения луча лазера, оптический блок 22 разде-2 ления и сведения интерферирующих лучей, неподвижный отражатель 23, фаза, достигающие. элементы 24, выполненные из стеклянных плоскопараллельных пла-. стин толщиной, обеспечивающей фазовый у сдвиг лучей на 120 относительно друг друга,и подвижный отражатель 25, укреплейный на подвижной части модуля- тора 5. Ход лучей показан стрелками.

Способ осуществляется следующим образом.

При движении подвижной части моду» лятара 5 ° задаваемого блоком 20 управления, осуществляется модуляция энергии излучения 18 источника, реги-. 4 .страция детектором 17 излучения, пра шедп.его поглотитель 19 и накопление ! ( в ЭВИ 15 импульсов, поступающих с детектора 17 и прошедших амплитудную селекцию в блок 16. 45

Одиовременно луч лазера 1 делится на три параллельных луча в оптичес» .ком блоке предварительного разделения, .Далее каждый иэ трех лучей делится на два в блоке разделения и:сведения ийтерферирующих лучей, один иэ который распространяется в неподвижном плече .интерферометра, а другой B подвижном,; ., образованных соответственно неподвиж" ным отражателям 6 и подвижным отражателем 4, укрепленным на подвижной ча-

cTN модулятора 5. Лучи в плече претер-. певают фазовый сдвиг относительно друг друга на 120 при прохождении через

Aî 1 А сов (qi — V(g)dg)

43 е (1) (у+ — i — jc

2Ф . 49

3 Я

0 Ад+А сав

4 х f V(t)6i 1 е (2) "q. А + А сов (с + — g x

41Г 4ф

3 я х f v(t)dt), где А составляющая сигнала абус а ловленная пастаяииой:засво г" кой;

А - амплитуда модулированиага сиГналаю . V(t) - скорость перемещения подвиж." ной части; с - начальная фаза сигнала, абу словленная настройкой ин терферометра.

Все три.сигнала далее поступают в усилители-формирователи 10 .- 12> tде сигналы: усиливаются и формирую1ся па длительности и амплитуде Формирование импульсов осуществляется в момент ра венства фазы каждого из трех сигналов

В, ЗЯ" n$ ,-..., вЂ, где n " целое нечет»

2 2 нае. В этом случае изменению фазы иа

6 соответствует перемещению по4вижнай i части на.расстояние 4,. а с учетом сдвига фазы интерферейцианных картин

21Г на — относительна друг друга, реги3 страция па трем. сигналам саответству . ет перемещению —.

12

После формирования импульсы с вьl» ходов усилигедейформирователвй 1012 поступают одновременна на входы блока 14 и анализатора 13.

-с плоскопараллельные пластины, толщина

1 ° В которых .обеспечивает необходимую pasность хода. Отраженные в неподвижном и подвижном плечах лучи совмещаются в блоке 3, интерферируют и попадают на фотоэлектрические приемники 7 - 9.

Таким образом, в плоскости приемников

7 9 имеются модулированные законам движения подвижного отражателя 4 три интерференционные картины. Сигналы с выхода фотоприемников могут быть записаны в виде

Анализатор 13 определяет р какой последовательности приходят иэ усилителей-.формирователей импульсов н выра-батывает код направления перемещения подвижной части, по которому определя5 ется и знак скорости.

Если условно обозначим три луча после предварительного разделения луча лазера а, Ь, с, то световые потоки 10 интерференцнонных картин соответст- . венно регистрируются приемниками 7 -, 9, причем фазы интерференцпонных картин и электрические сигналы с фотоэлектрических приемниквв9 а следова- 15 тельно, и сформированные импульсные сигналы с выхода усилителей-формирователей !2, 11 и 10 смещаются относительно друг друга на 120 9 т.е., если фаза до лучу а равна О, то по лучу в - +120 9 а по лучу с — +240 .

В этом случае, в зависимости от направления перемещения подвижного плеча интерферометра и подвижной части допплеровского модулятора, поря« док чередования импульсных сигналов с усилителей-формирователей разный.

Рассмотриваем выражения (1) - (3), приравниваем постоянную составляющую

А нулю, что может обеспечиваться 30 компенсационными средствами. Тогда можно видеть, что U 9 Ug u U91 равны

0 (или вертуальному О) в случае равенства фаэ в выражениях (1) - (3)

90 и 270 » Именно в зти моменты фор- 35 мируются импульсы на выходах усилителей-.формирователей 12, 11 и 10, Мож но записать

l 5(»)6916

41)

40 . сов (LPGA — j V(t)dt) О (4) в

43 пРи (» йу j V(t)dt 9»»»п !9() ° а п натуральный ряд. Соответственно

1 сов (q 4 — t — V(t)dt О (5) 27! 4р

50 щри (1 с — j — v(t) dt) 90 +и 180, 2Ô. 4н в сов { ц4. — + — V(t)dt) 0 (6)

49 4h

3 Л

При (ц9 — a — j V(t)dt) - 90 in 180

4fi 4 7

Ф

3»

В выражениях (4) - (6) слагаемое1 содержащее интеграл, определяет длину подвижного плеча интерферометра. Из выражений (4) - (6) видно, что формирование импульсных сигналов при перемещении подвижного плеча интерферометра в случае увеличения длины егоd т.е. увеличение слагаемого, содержащего интеграл происходит в последовательности по лучам: а, Ь, с или Ь, с, а, или с, а, Ь в зависимости от того, какова начальная фаза (р . При перемещении, когда длина плеча уменьшается, эта последовательность изменяется и соответственно наблюдаются следующие последовательности Формирования по лучам1 а, с, Ь, или Ь, а, с, или с, а. Ь.

Анализатор 13 определяет, в какой последовательности приходят импульсы с выходов усилителей-формирователей

10 12 и вырабатывает код знака направления движения подвижной части допплеровского модулятора, который является также знаками скорости. Этот код поступает в ЭВМ и может быть выведен на индикатор знака скорости, В случае перемещения подвижной части допплеровского модулятора с постоянным ускорением, при переходе через

"нуль скорости" последовательность поступления импульсов иэ усилителейформнрователей меняется на противоположную.

Одновременно импульсы с выхода усилителей-формирователей 1Π— 12 поступают на вход блока 14, откуда она передается в ЭВМ 15 для обработки н получения градунровочной характеристики.

Вследствие того, что регистрация осуществляется по каждому лучу по трем интерференционным картинам, точность измерения значения скорости также увеличивается. Так как точность иэмерений определяется в основном чувствительност)ю к перемещению при данном способе регистрации, то с учетои начального, .сдвига Фаз трех лучей чувствительность к перемещению в этом случае увеличивается в три раза, т.е. регистрация изменения каждой интерференционной картины на 1 соответствует перемещению —, а с учетом Фазы относительно

h друг друга на 120() это соответствует перемещению — . В общем случае ech

12

9 ли используется интерферометр с многократными отражениями в плечах, чувст1596916 вительность к перемещению равна, где п - коэфФициент, хараКтери,ъ зующий кратность прохождения луча в подвижном плече интерферометра.

Таким образом в отличии от известных способов предлагаемый способ поз воляет определить направление перемещения источника излуЧения относительно поглотителя, т.е. знак скорости на

10 энергетической шкале, что обеспечивает правильный расчет энергетического смещения ядерных уровней без применения стандартных образцов. Кроме. того, способ позволяет увеличить точность получения градуировочной характеристи, ки и расчет скорости для каждой точки мессбауэровского спектра.

Формула изобретения

Способ градуировки скоростной шкалы Мессбауэровского спектрометра, основанный на преобразовании перемещения подвижной части допплеровского модулятора эйергии .резонансного излучения с помощью лазерного,интерферойетра в модулированный световой поток интерференционной картины, прн котором осуществляют деление луча лазера и совмещение отраженных в подвижном

H неподвижном плечах интерферометра лучей, фотоэлектрической регистрации заданного изменения фазы интерференционной картины, запоминании фактов регистрации фазы на всем рабочем учаепсе перемещения подвижной части, по которым получают градуировочнукт характеристику, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ- . ности градуировки, луч лазера делят на три параллельных луча, в одном из плеч.интерферометра осуществляют сдвиг по фазе каждого из трех лучей в интерферометре путем создания разности хода для каждого луча, регистрируют последовательность прохождения одной и той же фазы трех интерференционных .картин по каждому из трех лу-, чей, по которой определяют направление-перемещения подвижной части доп-. плеравского модулятора и знак скорости на градуировочной характеристике. гг

Фиг. 2

Ф

Составитель В. Филиппов

:Редактор Т. Горячева Техред А.Кравчук Корректор i

; Заказ 3724 . Тираж . Подписное

ВИВЙИ Государственного комитета ао иэобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР 113035, Иосква, %-35, Рауаская наб. ° д. 4/5

Вроиэводственно-издательский. комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101