Поляриметр для диагностики плазмы

 

Изобретение относится к области оптики, в частности к устройствам для диагностики плазмы, и мояет быть использовано дпя измерения переменного по времени угла поворота плоскости поляризации в плазме. Цель изобретения - повыпение тдчиости измерений . Плоскополяризованный свет от источника зондирующего сигнала 1, проходя вдоль магнитного поля в ппазме 9, испытывает поворот плоскости поляризации на некоторый угол. Далее свет проходит четвертьволновую пластинку 3 и попадает на поляризационный делитель лучей 4,проволоки которого составляют с направлением главной оптической осн четвертьволновой пластннки 3 угол 45°. Между пучками света, проиедиими через поляризатор и отраженными от него, возникает разность фаз,зависящая от угла поворота плоскости поляризации. Эти пучки подаются иа соответствующие детекторы СВЧ 5 и 6. На последние поступает также излучение от источника гетеродинного сигнала 2. В результате на выходах СВЧ-детекторов 5 и 6 возникают сигналы промежуточной частоты, разность фаз которых равна удвоенному углу поворота плоскости полярнзации. 3 ип. § (Л

СОЮЗ СОЯЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 01 7 4/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 07. 05. 90. Бюл. 11- 17 (21 ) 4043719/24-25 (22) 27.03.86 (72) H.È.Малых, А.Г.Нагорный и E.Ñ.ßìïoëüñêèé (53) 535.8(088.8) (56) Dodel G., Kunz M. Far-infrared

plasma polanmetry for Faraday romahon measurements. Infrared Phys, 1978 ° v. 18 ° р. 773, Soltvisch Н. Т.F.R. Equip Experi mental test of Far-infrared polarimetry for Faraday rodation measureшеЫз. Infrared Phys., 1981, v. 21, O 5, у. 287-298. (54) IIOJNPHMETP. ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

ПЛАЗМК (57) Изобретение относится к области оптики, в частности к устройс1 вам для диагностики плазмы, и мотают быть использовано для измерения переменного по времени угла поворота плоскости поляризации в плазме. Цель изобретения - повипение точности из„„SU„„1393034 А1 мереннй. Ппоскополяризованный свет от источника зондирующего сигнала 1, прохОдя ВдОль магнитнОГО пОля В плаэ ме 9, испытывает поворот плоскости поляризации на некоторый угол. Далее свет проходит четвертьволновую пластинку 3 и ЛОпадает на поляризацион» ный делитель лучей 4,проволоки которого составляот с направлением главной оптической оси четвертьволновой пластинки 3 угол 45 . Между пучками света, проведшими через поляризатор и отракеннымн от него, возникает pasность фаэ,эависяцая от угла поворота плоскости поляризации. Эти пучки подаются на соответствующие детекторы

СВЧ 5 и 6. На последние поступает тактике излучение от источника гетеродинного сигнала 2. В результате на выходах СВЧ-детекторов 5 и 6 возникают сигналы промеиуточной частоты, разность фаз которых равна удвоенному углу поворота плоскости поляризации, 3 ип.

1 39 10 3 х,=а cosLr t у„=0, 35 где х и у - проекции вектора E < на оси Ох и Ох соответственно а — амплитуда поля; подстрочнне индексы соответствуют точкам схемы фиг. 1, для которых за писан вектор электрического поля.

После прохождения плазмы плоскость поляризации зондирующего иэлу45 чения or,àýûâàåòñR повернутой на угол следовательно х =а cosat cosы, в

УВ=а Sinat COSL)

После прохождения четвертьволновой пластинки 3, главная оптическая ось которой параллельна оси Ох, компонент х приобретает фазовый сдвиг 90 отноь сительно компонента у, волна стано- 55 вится поляризованной по эллипсу

Х = COSrrt SinLr, в

R1n5 cosLi,t

Изобретеии» относится к области оптики, в частности к ус тройствям дпя диагностики плязмн, и мо ет быть использовано для измерения переменного

rrn времени угля полорота плоскости поляризации в плазме.

11ель изобретения — повншение точиости измерений.

Ня фиг, 1 показана блок-схема поляриметря; HA фиг. 2 и 3 представлены яекторине диаграммы, иллюстрирующие положение векторов зондирующего и ге" теродинного сигналов и точках в-.е, на фиг. 1. 15

Устройство содержит два источника плоскополяризованиого излучения: зондирующего сигнала 1 и гетеродинного сигнала 2, четвертьволновую пластинку 3, поляризацнонный делитель лучей 20

4, анализаторн 5 и 6, смесительные детекторы 7 и 8. Выходы детекторов являются выходами всего устройства.

Исследуемый плазменный обьем 9 помещают между источником I и четверть- 25 волновой пластинкой 3. Буквами а-ж на схеме обозначены точки, в которых ниже анализируется положение электрических векторов распространяющихся сигналов. 30

Поляриметр работает следующим образом.

От источника 1 распространяется плоскополяризованная волна частотой Ы

Одновременно с прошедшим через плазму зондирующим на поляриэационный делитель лучей 4 подают гетеродинный сигнал частоты w

x =b cos(d 1

y =0 где Ь вЂ” амплитуда поля;

Дальнейшее преобразование векторов поля иллюстрируется диаграммами фиг. 2 и 3. Векторы, соответствующие точкам а (фиг. 2)и е (фиг. 3), изображены сплошными линиями; векторы, соответствующие точкам в и г, изображены штриховыми линиями. На фиг.2 и 3 система координат f 0 по отношению к системе координат хОу повернута о на 45, при этом проволочки поляриэационного делителя лучей 4 направлены вдоль оси О . В точку д приходят отраженный зондирующий и прошедший гетеродинный сигнал (фиг. 2):.

1 1 1 а, >--х- — у+ — х Г2 Г2 1Г2

1 — (a(cosatsinu t-sindcosu t)+

VÃ2

+д совы т.)

В точку (е) попадает прошедший зондирующий и отраженный гетеродинный сигналы (фиг. 3):

1 1 1 г х,+ -- у,+

Г2 Г2 42

1 †)S.(COSat SinLr t+Sina(COSLr,1)+

Й

+b cosLr t j.

Благодаря воздействию анализато-. ров 5 и 6, проволочки которых ориентированы по оси Ох, в точках ж и э будет только по одной составляющей. После преобразований получим х„2-(а sin(Lr СМ)+Ь cosLr,t), 1 х — (а sin(r,t-at)+b совы,t).

Сигналн на выходах смесительных детекторов 7 и 8 имеют вид

0 =В cos((ltd), U<=B>cos(gt-re). где В, и  — множители, зависящие от уровней сигналов и характеристик смесителей.

1393034

Таким образом, в предлагаемом по- излучения, расположенные на входах лярнметре поворот плоскости поляри- поляризацнонного делителя лучей, позации в плазме на угол Ы приводит к следовательно установленные анализяиэменению разности фаэ сигналов про- тор и смесительный детектор на каждом

5 мекуточной частоты на величину y2d, иэ выходов поляризацяонного делителя

Последняя мояет быть измерена извест- лучей, отличающийся тем, ньии способами фаэометрии. что, с целью повышения точности измерений, он дополнительно содержит четф о р м у л а и э о 6 р е т е н и 10 вертьволновую пластинку, установленПоляриметр для диагностики плазмы, ную на оптической оси пучка эондируюсодеркащий источники плоскополяриэо- mего излучения перед поляриэационным ванного, зондирующего и гетеродинного,делителем лучей.

1 393034

ШХШ

ФSiea

Составитель В. Раидоикин

Редактор Н.Коляда Телред И.Верес Корректор Л. Пилипенко

Закаэ 1542

Тира к 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий !

13035, Москва, N-35, Рауиская наб., д. 4/5

Проиэводственно-полиграФическое предприятие, r. Уагород, ул. 11роектнзя, 4