Интерферометр для диагностики плазмы

 

с

ГЭ ". йатентно, г „c бибо скот ен рл ;;, 315102

ОПИСАНИЕ

И ЗО БРЕТ ЕН ИЯ-.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик т

Зависимое от авт. свидетельства № 261489

Заявлено 31.!11.1970 (№ 1420933/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21,1Х.1971, Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 25.Х.1971.

МПК G Oln 21/46

G 01Ь 9/02

Комитет по аелам изобретеиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

УДК 533.9.08(088.8) Авторы изобретения

Л. Н. Пятницкий, Г. В. Якушев и В. В. Коробкин

Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского

Заявитель

ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПЛАЗМЫ

Изобретение относится к устройствам для диагностики .плазмы с помощью лазерного излучения.

По основному авт. св. № 261489 известен интерферометр для диагностики плазмы с лазерным источником света и системой стабилизации оптических параметров интерферометра.

В этом интерферометре система стабилизации компенсирует случайные отклонения длин резонаторов, вызванные механическими, тепловыми и прочими паразитными нестабильностями. Основным стабилизирующим элементом является вспомогательный стабилизирующий лазер.

Нестабильность длины стабилизирующего лазера не влияет на точность измерений, поскольку относительные длины стабилизируемых резонаторов при этом не меняются. Однако пульсация интенсивности его излучения сказывается на относительных длинах резонаторов и, следовательно, на точности измерений.

В предложенном интерферометре устранено влияние пульсаций излучения стабилизирующего лазера на относительные длины резонаторов интерферометра.

Сущность изобретения заключается в использовании в системе стабилизации дискриминаторов ложных сигналов, которые пропускают стабилизирующие сигналы, обусловленные нестабильностями длин резонаторов, и задерживают ложные сигналы, вызванные пульсациями интенсивности, излучения лазера.

Дискриминаторы содержат дополнительные фотоумножители и блок сравнения сигналов фотоумножителей.

На чертеже изображена принципиальная схема интерферометра.

10 Интерферометр состоит из основного лазера 1, стабилизирующего вспомогательного лазера 2, резонатора 8 Фабри-Перо, внутри которого помещена исследуемая плазма 4, зеркал 5 — 10. Внутри лазера 1 установлены регулировочные плоскопараллельные пластины

11, 12.

Система регистрации включает в себя светофильтр 18, фотоумножитель 14 и регистрирующий прибор 15. Система стабилизации, 20 помимо лазера 2, содержит зеркала 16 — 21, светофильтры 22, 28, фотоумножители 24—

27, блоки сравнения 28, 29, усилители 80, 81 и пьезоэлектрики 82, 88, к которым прикреплены зеркала 6 и 9. По обе стороны от лазеза 2 размещены оптические изоляторы, состоящие из поляроидов 84, 85 и четвертьволновых пластинок 86, 87.

Принцип действия системы стабилизации без дискриминации ложных сигналов заЗО ключается в следующем.

Излучение лазера 2 с помощью системы зеркал Я, 17 и 21, 20 пропускается через ре ;юйаторы интерферометра, образованные зеркалаМИ 5, б,и 9, 10, и,попадает на фотоумножители 24 и 25. Частота лазера 2 устанавливается в выбранные точки кривых пропускания резонаторов интерферометра. При изменении ра сстояния между зеркалами 5, о (или 9, 10) изменяется величина сигнала, снимаемого с фотоумножителя 24 (или 25).

Это изменение усиливается усилителем 80 (или 81) и подается на пьезоэлектрик 82 (или

88), компенсирующий изменение длины резонатора лазера 1 (или резонатора 8).

Однако при этом изменение интенси вности излучения лазера 2 воспринимается системой стабилизации как изменение пропускания резонаторов лазера 1 и интерферометра 8, т. е. как изменение их длин, и ложно компенсируется. Так как кривые пропускания резонатора лазера 1 и резонатора 3 различны, нарушается постоянство их относительных оптических длин.

В результате качество стабилизации оказывается зависящим от пульсаций интенсивности излучения лазера 2, которые у серийных лазеров могут достигать 5 — 10 и во всяком случае не могут быть меньше 10 части интенсивности, Для улучшения качества стабилизации введен дискриминатор, основными элементами которого являются вспомогательные фотоумножители 2б и 27 и блоки сравнения 28 и 29.

Часть излучения лазера 2, пройдя через полупрозрачные зеркала 17 и 20, попадает на фотоумножители 2б — 27, сигналы с которых поступают в блоки сравнения 28 и 29 и используются как опорные сигналы. В те же блоки 28 и 29 поступают также сигналы с фотоумножителей 24 и 25, Если теперь изменится интенсивность излучения лазера 2, то вместе с изменением сигналов фотоумножителей 24 и 25 также изменятся опорные сигналы, поступающие с фо315102 тоумножителей 2б и 27, Поэтому сигналы, IIoступающие на выходы усилителей 30 и 81, не будут изменены. Останутся неизменными также напряжения на пьезоэлементах 32 и 88 и длины лазера 1 и резонатора 3.

При возникновении нестабильностей, приводящих к изменению длины лазера 1 или резонатора 8, сигнал фотоумножителя 24 (или 25) изменится, тогда как опорный сигЮ нал с фотоумножителя 26 (или 27) останется прежним. В результате сигнал с фотоумножителя 24 (или 25) полностью пройдет в усилитель 30 (или 81) и напряжение на пьезоэлементе 32 (или 88) изменится, компенсируя изменение длины лазера 1 (или резонатора 8). Блоки сравнения 28 и 29 могут быть выполнены на основе схемы вычитания. Для этой цели может быть использована простая ячейка, состоящая из двойного триода с об2О щей катодной нагрузкой, сеточными сопротивлениями которого являются анодные сопротивления фотоумножителей 24, 2б и 25, 27 с переменными параметрами.

Таким образом, дискриминатор ложных сигналов ликвидирует влияние пульсаций интенсивности излучения лазера 2. Применение дискриминатора повышает точность измерений и дает возможность использовать для стабилизации оптических длин серийный гаЗО зовый лазер.

Предмет изобретения

Интерферометр для диагностики плазмы по авт. св. № 261489, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации, он содержит по крайней мере два вспомогательных фотоумножителя для регистрации части лучей вспомогательного лазера и блоки

4о сравнения, входы которых соединены с основными и вспомогательными фотоумножителями, а выходы — с пьезоэлектрическими устройствами резонатора основного лазера и резонатора, заполненного плазмой.

315102

Составитель Б. Кононов

Редактор Т. 3, Орловская Техред 3. Н. Тараненко Корректор В. И. Жолудева

Заказ 3035/7 Изд. М 1260 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2