Патент ссср 278797

 

О П И ;C,А.Н.И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 278797

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.12.68 (21) 1287482/26-9 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано21.08.70.Бюллетень № 26 (46) Дата опубликования описания 12.04.77 (5!) М. Кл."G 01 3 3/02

Государственный комитет

Совета Мнннстроо СССР оо долам нэобретеннй и открытой (53) УДК 621.317.,.757 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. М. Гершензон, А. А. Негирев, П, А. Путилов и Б. Н. Туманов (71) Заявитель (54) АВТОДИННЫЙ РАДИОСПЕКТРОМЕТР

Автодинный радиоспектрометр может быть использован для физико-химических исследс ваний, в частности, для исследования спектров поглощения электронного парамагнитного резонанса образцов с большим временем ре 5 лаксация, а также при, изучении циклотрон- ного резонанса в полупроводниках.

При этих исследованиях в сантиметровом и длинноволновой части миллиметрового диапазонов длин волн используются как суперге-10 теродинные радиоспектрометры, так и автодинные радиоспектрометры на отражательным клистронах.

Однако реализация супергетеродинных радиоспектрометров в коротковолновой части Ы миллиметрового и особенно в субмиллиметровом диапазонах длин волн встречает значительные трудности из-за отсутствия ферритовых и детектирующих устройств. Автодин- ные радиоспектрометры на отражательных 20 клистронах коротковолновой части миллимет рового и в субмиллиметровом диапазоне длин не могут быть созданы ввиду отсутствия от ражательных клистронов с соответствующими характеристиками. Поэтому практически не 25 существует радиоспектрометров субмиллиметрового диапазона волн. Имеющиеся спектральные приборы этого диапазона строятся либс по оптическому принципу и имеют малую чувствительность и значительную инерционности, т.к. приемным элементом обычно является оптикоакустический преобразователь, либо и :— пользуют чувствительные, но требующие жидкого гелия охлаждаемые полупроводниковые детекторы. Цель предлагаемого изобретения заключа ется в создании чувствительного радиоспект; рометра коротковочновой части миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн.

В предлагаемом автодинном радиоспектрометре это достигается путем использования лампы обратной волны (ЛОВ) соответствующего диапазона длин волн, работающей в автодинном оежиме на резонансную нагрузку и выполняющей одновременно функции генератора и детектора.

Применение лампы обратной волны обеспечивает необходимую точность измерений спектров поглощения образцов материалов в субмиллиметровом диапазоне волн.

2 78797

На фиг. 1 дана схема предлагаемого авт динного радиоспектрометра", на фиг. 2— блок-схема устройства для изучения циклотронного резонанса.

В предлагаемом автодинном радиосиектрг метре применяется лампа 1 обратной волны соответствующего диапазона длин волн с разделенными ио постоянному напряжению замедляющей системой и коллектором. Лампа бегущей волны соединяется с рабочим резонато ром 2 отрезком волновода, содержащим аттенюатор 3 и фазовращатель 4. В качестве рабочего резонатора может быть использовап открытый резонатор со сферическими зеркалами, изменение частоты которого проиэво- 15 цится перемещением одного из зеркал. Элементом связи резонатора с волноводом явля ется отверстие, расположенное в центре неподвижного сферического зеркала. Чтобы не шунтировать резистор 5, ЛОБ изолируется 20 от волноводного тракта тефпоновой пленкой толщиной 40-80 мк.

В предлагаемом автодинном радиоспектрометре замедляющая система лампы бегущей волны выполняет роль ниэкодобротного резо» 6 натора. Так как отрезок волновода на одном конце соединяется с ЛОВ, а на другом — с рабочим резонатором, то из-за неоднородн м гей на концах он также является реэонатор м, частоту которого можно изменить фазовраща-3 гелем, а добротность — аттенюатором. Следовательно, пассивная цепь автодинного датчика является трехрезонаторной. При изменении добротности рабочего резонатора, которое мужет быть вызвано, в частности, резонансны»" поглощением мощности СИЧ-образцов, изменяется амплитуда генерируемых колебаний .

СВЧ. Функции детектора выполняются самой

ЛОВ, в которой ири изменении амплитуды сигнала происходит перераспределение тока между замедляющей системой и коллектором. и автодинный сигнал снимаетСя с резистора

5 через емкость 6. При исследовании никло тронного резонанса в полупроводниках носители электрических зарядов в образце возбуждаются светом модулятора 7 (см.фиг.2). С видеодетектора, расположенного в модуляторе света, подается напряжение на усилитель

8 опорного напряжения, а с него — на синх ронный детектор 9. Сигнал с автодинного датчика 10 подается на осциллограф 11 и на узкополосный усилитель 12. Осциллограф служит для настройки автодийной системы по частоте и по мощности в раоочем резонаторе.

Напряжение с усилителя 12 подается на сищхронный детектор 9 и записывается самопис- цем 13

Формула изобретения

Автодинный радиоспектрометр субмиллимвтрового диапазона волн, содержащий источник

СВЧ колебаний, к которому подключены фазовращатель и аттенюатор, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений, в качестве источника СВЧ-коле-. баний применена лампа обратной волны с разделенными по постоянному току замедляюшеф системой и коллектором.

Составитель Э. Гилинская

Редактор А, Калашникова Техред O. Луговая Корректор Г. Чаброва

Заказ 2487/8 Тираж 81g Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIII1 "Патент", г, Ужгород, ул. 1роектная, 4