Устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОСМОТРА ЯДЕРНОЙ ФОТОЭЮ ЛЬСИИ, содержащее систему формирования :мультиплицированных изображений прямых следов : частиц, световодь, блокформирования и записи фотоэлектрических сигналов , о т л и ч а ю щ е е с я тем,что , с целью улучшения отношения сигнала к шуму, диаметр входных торцов световодов выбран равным ширине мультиплицированного изображения прямого следа частицы в месте расположения входных торцов световодов, выходные торцы световодов объединены в группы, число световодов в каждой группе равно отношению диаметра мультиплицированного изображения поля зрения устройства к диаметру входных торцов световодов, а грзшпы выходных торцов световодов расположены с зазорами. 00 05 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 Т 5/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3566221/18 -25 (22 )2!,03;83 (46) 15.12.88. Бюл. 9 46 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) Л.М.Copoao (53) 621,387.424 (088.8) (56) Пауэлл С. и др. Исследование элементарных частиц фотографическим методом. М,, "Иностранная литература", 1.962, с.49.

Авторское свидетельство СССР

9 795204, кл. G 01 Т 5/1О, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОСМОТРА

ЯДЕРНОЙ ФОТОЭИУЛЬСИИ, содержащее .систему формирования.:мультиплицированных изображений прямых следов частиц, световоды, блок формирования и записи фотоэлектрических сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я:тем,. что, с целью улучшения отношения сигнала к шуму, диаметр входных тор- цов световодов выбран равным ширине мультиплицированного изображения прямого следа частицы в месте расположения входных торцов световодов, выходные торцы световодов объединены в группы, число световодов в каждой группе равно отношению диаметра мультиплицированного изображения поля зрения устройства к диаметру входных торцов световодов, а группы выходных торцов световодов расположены с зазорами.

1103691

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

Известно устройство для просмотра слоя ядерной фотоэмульсии, которое представляет собой оптический микроскоп, снабженный системой перемещения слоя ядерной фотоэмульсии относительно освещающего пучка света.Сканирование в плоскости ядерной фотоэмульсии выполняют при помощи микро- 15 метрических винтов привода предметного столика микроскопа» Сканирование по глубине осуществляют при помощи винта наводки фокуса микроскопа. Принцип действия укаэанного устройства не.позволяет осуществить автоматическое сканирование или просмотр ядерной фотоэмульсии с .записью данных в блок памяти. Слишком велика трудоемкость операций наводки изображения 25 следа Частицы на фокус, разбиения следа частицы на отдельные элементы и поэлементного сканирования каждого следа частицы в ядерной фотоэмульсии.

Поэтому наблюдение и просмотр ядер- 30 ной фотоэмульсии ведут вручную.

Наиболее близким по технической сути к предложенному является устройство для.просмотра ядерной фотоэмульсии, содержащее систему формиро- 35 вания мультиплицированных изображе.ний прямых следов частиц, световоды, I блок формирования и записи фотоэлект-. рических сигналов. Устройство содержит систему формирования мультиплициро- 40 ванных изображений прямых следов частиц, которая состоит из источника когерентного света, линзы преобразования Фурье, столика с микрометрическими винтами, слоя ядерной фотоэмуль- 45 сии, зеркала специальной формы, световодов, а также блок формирования и записи фотоэлектрических сигналов»

Устройство работает следующим об-разом. Пучок когерентного света проходит..через линзу преобразования

Фурье, слой ядерной фотоэмульсии и формирует на зеркале специальной формы Фурье-образ прямых следов. Дифрагированный на прямом следе свет пре55 образуется зеркалом специальной фор мы в мультиплицированное изображение. ,На этом изображении след видят в виде яркой .полоски, ориентированной параллельно следу частицы в ядерной фо-. тоэмульсии и перемещающейся внутри изображения поля зрения одновременно с перемещением самого следа частицы.

Свет от прямого следа в мультиплицированном изображении попадает в световод, диаметр которого равен диаметру мультиплицированного изображения поля зрения, и далее поступает в блок формирования и записи фотоэлектрического сигнала.

Недостаток устройства состоит s. том, что во входной торец световода попадает не только свет от регистрируемого прямого следа частицы, но также и фон от вуали и искривленных следов частиц, который присутствует в каждом из мультиплицированных изображений. Если слой ядерной фотоэмульсии имеет высокий уровень вуали и большую загрузку следов на единицу площади слоя ядерной фотоэмульсии, то прототип формирует сигналы на вы- . соком уровне фона. Это приводит к существенному снижению скорости прос-, мотра и, как правило, не позволяет вести наблюдение тонких следов часI тиц или с разрывами.

"Целью заявленного изобретения является улучшение отношения сигнала. к шуму.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для просмотра ядер.— ной фотоэмульсии, содержащем систе" му.формирования мультиплицированных изображений прямых следов частиц,световоды, блок формирования и записи фотоэлектрических сигналов, диаметр входных торцов световодов выбирают равным ширине мультиплицированного изображения прямого следа частицы в месте расположения входных торцов световодов, выходные торцы световодов объединены в-.группы, число световодов в каждой группе N равно отношению диаметра мультиплицированного изображения поля зрения устройства Д к диаметру входных торцов световодов

6, N = D/d., а группы выходных торцов световодов расположены с зазорами.

На чертеже изображена схема устройства. На схеме представлены система I формирования мультиплицированных изображений, световоды 2, блок 3 формирования и записи фотоэлектрических сигналов.

Входные торцы световодов показаны внизу слева, а выходные торцы светою водов, объединенных в группы, — внизу справа.

Диаметр входных торцов световодов выбран существенно меньше диаметра мультиплицированного изображения поля зрения при условии, что диаметр поля зрения не изменяется, При этом ширина полоски, в которой захватывается свет мультиплицированного изоб-. ражения прямого следа частицы в месте расположения входных торцов световодов, равна шиоине укаэанного мультиплицированного изображения прямого следа частицы, а длина полоски сохранена равной диаметру поля зрения устройства, Благодаря этому интенсивность света.мультиплицированного изображения не уменьшается, как это могло быть в случае, если уменьшить только диаметр поля зрения без изменения конструкции устройства.

Чтобы сохранить без изменения число каналов отсчета угловой ориентации прямых следов частиц, выходные торцы световодов объединены в группы, при этом число световодов в каждой группе равно отношению диаметра мультиплицированного изображения поля зрения устройства к диаметру входных торцов световодов, который, как отмечено выше, равен ширине мультиплицированного изображения прямого следа частицы.

Группы выходных торцов световодов расположены с -зазорами для того,что бы в блоке 3 формирования и записи ,фотоэлектрических сигналов.не возйикало трудностей при отделении сигналов от двух соседних каналов, Устройство работает следующим образом.

Если в-поле зрения находится пря-. мой след частицы, то система 1 формирования мультиплицированных изображений сформирует яркий прямой след в том мультиплицированном изображении, которое находится на пере- . сечении линии, перпендикулярной ориентации прямого следа, с окружностью

1103691

4 на которой расположены центры всех мультиплицированных изображений, Во всех остальных мультиплицированных изображениях возникнет только равномерная фоновая засветка. В тот момент времени, когда прямой след частицы пересечет оптическую ось устройства, изображение прямого следа час-. тицы осветит входные торцы одной из двух соседних групп световодов, Так как каждая группа световодов захватывает только 1/N часть общей. фоно: вой засветки, то это означает, что отношение сигнала к шуму будет в N раз лучшим; чем в прототипе..Сформулированный таким образом световой сигнал поступает в блок 3 формирования и записи фотоэлектрических сигна20 >o> °

Ниже рассмотрены примеры реализации заявленного устройства, содержащего систему 1 формирования мультиплицированных изображений, светово"

25 ды 2 и блок 3 формирования и записи фотоэлектрических сигналов.

Пример 1. Диаметр поля зрения Д = 1 мм, ширина мультиплицированного изображения прямого следа частицы равна 6 = 30 мкм (зеркало спецйальной формы со значительными, сферическими аберрациями). В этом 1000

:случае N = — — — 33.

З5 П р и м e p 2 ° Диаметр поля зрения Д = 150 мкм, ширина мультиплицированного иэображения прямого следа частицы равна Й = 5 мкм (зеркало специальной формы с удовлетворительной компенсацией сферической аберрации).

В этом примере Я = = 30..

Технические преимущества заявленного устройства состоят в том, что

4 в нем повышено, отношение сигнала к шуму, увеличена точность определения координаты центра тяжести прямого следа. Коэффициент преимущества над

: прототипом, как видно из рассмотрен» ных примеров, равен 30: