Мессбауэровский спектрометр с лазерным интерферометром для абсолютного измерения скорости относительного перемещения

Патент 695307

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»695307

Союз Сосетскнх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 01.07.77 (21) 2503199/18-25 с присоединеннем заявкивЂ” (23) ПриоритетвЂ” (43) Опубликавано 15.12.81. Бюллетень ¹ 46 (45) Дата опубликования описания 15.12.81 (51) М.Кл з G 01 N 23/00

G 01 N 24/00

1осудорстеенный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 539.172.3:

: 621.3.083 (088,8) (72) Авторы изобретения Б. Г. Земсков, А. А. Романов, Ю. И. Исаев и В. Н. Алексеев (71) Заявитель (54) МЕССБАУЭРОВСКИИ СПЕКТРОМЕТР

С ЛАЗЕРНЫМ ИНТЕРФЕРОМЕТРОМ @

ДЛЯ АБСОЛЮТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕщЕНИя А1т 4 " "l Ргс 6ТЙ2 1

1 2

Изобретение относится к области электронно- физических устройств, принцип действ ия которых основан на использовании язвления ядерного га мма- резонанса (эффект

Моссбауэра), а более, конкретно, к и аммарезонансным спектрометра м, B частности, к таким, в которых используются оптические методы абсолютного измерения скорости относительного перемещения.

Известны мессбауэров ские спектрометры, использующие методы абсолютного измерения скорости относительно перемеще. ння (1).

О птнчеокая часть таких опектрамеъров ттредставляет собой, муаровый интерферо"мет1р, с помощью которого осуществляется градуи1ровка скоростной (энергетической) шкалы, измеряется положение нуля ско рости в,режиме движения источника излучения с постоянным ускорением.

Известен Месобауэро1вский спекърометр с лазерным интерферомеч\ром для из мереноя скорости относительного перемещения (2), содержащий систему зеркал и укрепленные на осН электродинамического lIIpHBQда подвижное зеркало и источник raMiMaквантов, поглотитель гaIMMa-,êâàíòîâ, блок памяти, соединенный входами соответст. венно с блоком, регистрации интерференционных полос, усилителем-дискриминатором гамма-квантов, тенератором н изкочастотных сигналов, подключенным выходам к электродинамическому приводу, н фотопр:нем,ник.

В этом устройстве интерференционные полосы, образующиеся при сложении двух лучей, света, регистрируются фотодиодом, преобразующим:их в электрические сигналы.

При .малых скоростных перемещениях подвижной .системы, т. е. вблизи нуля скорости, интерфцрен ционные полосы подергиваются, вследствие имеющихся механичесских вибраций блоков прибора и электриче ских шумов 1на,расстояния, меньшие, чем л/2 (Х вЂ” длина волны света, излучаемого лазером) . Тем не менее эти помехи вызываюг ложные импульсы, регистрируемые в за тзоминающем устройстве спектрометра и

2о искажающие истинный закон изменения скорости на этом уча стке окоростното диапазона, Целью .изобретения является повышен не точности измерений в области малых ско25 ростей.

Поставленная, цель достигается тем, что в предложенном месобауэровоко м,спекгромегре с,лазерным интерферометром для определения скорости относительного перемещения фотоприемник выполнен в:виде двух

695307 светочувствительных элвментов,,разнесенных .на .расстояние, меньшее, чем,расстояние между интерференциокными полосами.

Блок регистрации интерференпионных полос,выполнен по,схеме RC-трипгера, входы

R .и С которого соединены с разделительными выходами светочувствительных элементов. Система зеркал выполнена в виде двух прямоугольных т реыранных призм, составленных так, что гипотенузная грань одной,щризмы соприкасается с жатетной гранью другой. На .гипотенузной гра н и на.несено 50%-ное опражающее покрытие, а на смежных катетных гранях призм

100 lo -,Hîå отражающее покрытие.

На фиг,! приведена схема меосбауэровского апектрометра; на .фит. 2 вЂ” схема системы зеркал в виде призмы.

Спектрометр (фиг. 1) состоит из электро динамического привода (вибратора) 1, на котором укреплено подвижное зеркало 2, .генератора низкочастовн ого сигнала 3, блока обратной связи 4, блока памяти 5 с адресным и а ри фметическим регистрами, пропраммного успройспва 6, гелий-,неонового лазера 7, интерференционной призмы 8, фокуоирующей линзы 9, фотолриемника 10, блока, регистрации интерференционных полос 11, источников резона нсното гамма-излучения 12, поглотителя 13, блока детектирования гамма-квантов 14, усилителя-дискриминатора гамма-квантов 15. Фотаприемник выполнен в виде двух фотоэлементов с прямоугольными чувствительными о бластями.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Источник резонансиого излучения 12

;цривщ ится в движение электродинам ическим цриводом 1 относительно покоящегося поглотители 13, блок детектирования 14 регистрирует поток гамма-квантов .за поглотителем, усилитель-днсир иминатор 15 выбирает нужные гамма-кванты и передает образующиеся в нем электрические импульсы и блок памяти 5(A). 3акон illepeMellteчия источника задает генератор низкоча"тотного сигнала 3, а блок обратной связи

4 позволяет обработать заданио е движение

= высокой точностью. Моно роматический .гогерентный пучок света, испускаемый лазером 7, проходя через п ризму интерферометра, диагонали;которой являются полупрозрачным зеркало м (см. IQHII . 2), делится на два луча. Один луч, о11ражаясь от прапи призмы, падает на фотаприемник 10, другой, ловорачивая сь в п|ризме на 90, отражается зеркалом 2, укрепленным на приводе 1. Оба луча, фокусируясь линзой 9, при совмещении, образуют в плосн1ости фотоприемника .интерфееенционную картину в пи1ге чередующжся, темных и светлых полос, возни кающую за счет оптической раз11ости хода в. двух плечах интерферометра.

Если подвижное зеркало одновременно с источником резонансного излучения птриходит в движение, то .интерференционные полосы, IIepelMetttaacb по фотоприемнику, Формула изобретения

1. Мессбауэровский епектрометр с лазерным интерферометром для абсолютного измерения скорости относительного перемещения, содержащий систему зеркал и укреп45 ленные на оси элехтродинамического привода подвижное зеркало и источник гаммаквантов, поглотитель гамма-квантов, блок памяти, соедннен ный входами соо пветственно с блоком репистрации интерференционных полос, усилителем-диск1риминатором гамма-квантов, генератором;низкочастотных сягHBJIQIB, подключенным, выходом к электродинамическомуу приводу,;и фотоприемник, отли ч ающ,и и с я тем, что, с

-целью повышевия точности .измерений в област,и малых скоростей, ф<лоптриемник вы60

65 полнен в виде двух светочувствительных элементов, разнесенных на .расстояние, меньшее, чем расстояние между интерферен:ционными lIIoJIîñàMH, при этом блок ре гистрации .интерфе ренч11ионных полос выпол,нен по схеме RC-трипгера,,входы R и С кообразуют на его выходе .сигналы, частота следования которых в любой момент времени соответствует скорости перемещения источника тамма-резона ясного .излучения.

Схема;регистрации полос 11 выполнена таким образом, что импульсы, соответст10 вующие ннтерференционным полосам, поступают в блок памяти лишь;в том случае, если полоса проходит через оба светочувствительных элемента. Эти импульсы с по мощью адресного,и арифметического 1реги15 стирав накапливаются в блоке памяти 5 (Б).

Таки м образом, спектромепр одновременно со снятием гамма,-резонансното спектра позволяет iGHHiMать калиброванный спектр, являющийся истинйой функцией

>0 перемещения.

Схема выполнения системы зеркал в виде единого блока-призмы показана на фиг.

2. В этой цризме на плоскостях ВГДЕ и

ВИЗГ;нанесены 100%-ные отражающие

25 покрытия, а на плоскости ВГИК вЂ” 50%ные. Такое выполнение улучшает помехозащитность устройства от всяко го рода виб раций.

Конструкция предложенного епектромет30 ра обеспечивает линейную зависимость прадуированной характеристиии от скорости пЕремещения даже при,очень, малых значениях скорости относительного перемещения.

Предлатаемый спекпрометр позволяет

35 проводить исследования на узких резона нсных переходах, например, таких как Ge73, Та ", линия йоглощения которых лежит в близи скоросаното,круля, е использованием метода а бсолютной:градуировки скоростной

40 шкалы.

695307

Источники и|нформации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Rev. Sci Instr., 1965, 36 № 12.

2. I. G. Corgrove R. L. Collins «Nucl., 10 Instr, Neth, 1971, 95, 269 вЂ” 274 (прототип).

8 2 и та

l ) i!

i)7

Фиг. 2

Йнг. ) Состазитель В. Филиппов

Техред Л. Куклина Корректор И. осиповская

Редактор Л. Утехина

Заказ 27/30 Изд. № 653 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнп. Харьк. фнл. пред, «Патент» лорого соединены с разделыными выходами .оветочувстаительных элементов.

2. Мессбауэровакий слектрометр по и. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения ломехозащищенности устройства, система зеркал, вылолнена,в виде двух лрямоутольных ч рехгранных призм, ооста вленных так, что типотенузная грань одной лриэмы соприкасается с катетБой гранью .друтой, причем;на гипотенузной грани нанесено 50%-ное отр,ажающее локрытие, а на смещенных еатепных гранях лризмвЂ”

100%-ное отражающее локрытие.