Интерферометр для диагностики плазмы

Авторы патента:

H05H1 - Плазменная техника (термоядерные реакторы G21B; ионно-лучевые трубки H01J 27/00; магнитогидродинамические генераторы H02K 44/08; получение рентгеновского излучения с формированием плазмы H05G 2/00); получение или ускорение электрически заряженных частиц или нейтронов (получение нейтронов от радиоактивных источников G21, например G21B,G21C, G21G); получение или ускорение пучков нейтральных молекул или атомов (атомные часы G04F 5/14; устройства со стимулированным излучением H01S; регулирование частоты путем сравнения с эталонной частотой, определяемой энергетическими уровнями молекул, атомов или субатомных частиц H03L 7/26)

G01N22 - Исследование или анализ материалов с использованием сверхвысоких частот (G01N 3/00- G01N 17/00,G01N 24/00 имеют преимущество)

О П И С А H И Е 37)490

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ поюа Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.XII.1968 (№ 1287022/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22Л!.1973. Бюллетень № 1 2

Дата опубликования описания 10Л .1973

М. Кл. б 01п 23 /24

Н 05h 1/00

Комитет по делам иаобретениЯ и открытиЯ при Совете Министров

СССР

УДК 533.9.68(088.8) Автор изобретения

В. А. Щербов

3 аявитель

ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПЛАЗМЫ

Изобретение относится к области техничес кой физики и может быть использовано для определения электронной концентрации плазмы.

Из вестньт СВЧ интегр,ферометры для измерения фазовых сдвиго|в при определении электронной концентрации плазмы, в которых использованыы р азличные типы модулятор ов одной боковой частоты.

В этих интерферометрах рабочий диапазон

СВЧ частот и точность измерений определяются ти пом применяемого модулятора. Это связано с тем, что сипнал на,выходе реального модулятора представляет собой колебания не только од ной боковой частоты а+И (или о вЂ” 0), а состоит из целого ряда ослабленных колебани и различных частот, отличающихся на величину kQ (k вЂ” eoMep гармоники модулирующего напряжения). Наличие паразиюных составляющих в текущем спектре

СВЧ сигнала,на выходе модулятора,приводит к су1щест венньгм погрецаностям при измерении фазовых сдвигов.

В:предлагаемом интерферометре благодаря применению синхронизации плазменного разряда с работой модулятора эти погрешности устранены в широком диапазоне сверхвысоких частот.

Блок-,схема предлагаемого интерферометра представлена,на фиг. 1; на фиг. 2 схематически изображен кулачок модулятора с синхро,низирующей,металлической пластиной.

Сигнал от СВЧ генератора 1 разделяется на два канала 2 и 8.,Эти каналы представляют собой полые диэлектрические волноводы. В канале 2 помещены модулятор 4 одной боковой частоты с датчиком 5 опорного напряжения и исследуемая плазма 6.

Оба сигнала (из каналов 2 и 8) поступают

10 в смеситель 7, на выходе,которого выделяется сигнал частоты Q. Напряжения от датчика опорного напряжения и со смесителя поступают в блок фазометра 8 и далее на индикаторный осциллограф 9, горизонтальная раз15 вертка которого запуокается синхронного с началом плазменного разряда.

Си нхронизация плазменного разряда с вращением кулачка модулятора и запуском горизонтальной развертки осциллографа осуще20 ствляется с помощью синхронизатора 10. Синхронизатор вырабатывает импульсы для запуска плазменного разряда и горизонтальной развертки осциллографа только в моменты времени, соответствующие определенному по25 ложению кулачка 11 модулятора (фиг. 2).

Синхронизатор вырабатывает импульс только тогда, когда металлическая пластина

12 замьгкает контакты 18, 14 синхронизатора, Плазменный разряд должен проходить в

ЗО отрезок времени, соответствующий повороту

371490

3 кулачка на угол и. Это необходимо для того, чтобы за время ис|следуемого разряда мгновенный спектр на,выходе модулятора состоял из составляющих СВЧ колебаний только одной боко вой частоты.

Чтобы не учитьгвать переходных процессов установления колебаний необходимо, что бы время плазменного разряда было несколько меньше времени, соответствующего повороту ,кулачка на угол а.

Мииимальное вовремя плазменного разряда, который может быть исследован с помощью предлагаемого интерферометра, определяется максимально возможной скоростью вр ащeния кулачка .и числом полных периодов изменения фазы на выходе модулятора при повороте кулачка на угол а. EicJIH считать, что максимальная скорость 6000 об)мин, а для описания процесса достаточно десяти вЂ” пятнадц ати,полных периодов изменения фазы на выходе модулятора, то ми нимальное время продолжения исследуемого, процесса должно быть не меньше 2 вЂ” 3 мсек.

Предмет изобретения

1. Инте нферометр для диагностики плазмы, содержащий СВЧ генератор, измерительный

5 и опор ный,волноводные Тр BIKòû, сосуд для плазмы и модулятор, которые установлены в измерительном тракте, а также смеситель, детектор, осциллограф и хронизатор для синхронизации работы устройства, отличающий10 ся тем, что, с,целью у величения точности измерений и р асши рения диапазона частот прибора, модулятор вьгполнен в виде асимметричного диэлектрического тела, снабженного приводом для вращения и контактами, ко15 торые,замкнуты при о пределенном положении тела и соединены с хронизатором, а выхо д хронизатора подсоединен для за пуска развертки осциллографа.

2. Интерферометр,по п. 1, отличающийся

20 тем, что, с целью обеспечения измерений параметров плазмы импульсного газового разряда, выход хро низатора соединен со схемой управления плазменным разрядом. разрндам

371490

Составитель Е. Громов

Техред Л. Богданова

Редактор И. Орлова

Корректор Л. Царькова

Типография, пр. ".àïóíîâà, 2

Заказ 1306/7 Изд. № 1195 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5