SU895200A1 - Способ измерени параметров электронного пучка или плазмы - Google Patents

Способ измерени параметров электронного пучка или плазмы Download PDF

Info

Publication number
SU895200A1
SU895200A1 SU802863024A SU2863024A SU895200A1 SU 895200 A1 SU895200 A1 SU 895200A1 SU 802863024 A SU802863024 A SU 802863024A SU 2863024 A SU2863024 A SU 2863024A SU 895200 A1 SU895200 A1 SU 895200A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
parameters
radiation
plasma
scattered
velocity
Prior art date
Application number
SU802863024A
Other languages
English (en)
Inventor
В.А. Журавлев
В.Е. Музалевский
В.М. Сысак
Г.Д. Петров
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4126
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4126 filed Critical Предприятие П/Я Г-4126
Priority to SU802863024A priority Critical patent/SU895200A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU895200A1 publication Critical patent/SU895200A1/ru

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА ИЛИ ПЛАЗМЫ по пол ризационным характеристикам неколлективно рассе нного излучени , включающий зондирование объекта исследовани  монохроматическим плоскопол ризованным электромагнитным излучением с последующей математической обработкой известных зависимостей относительно измер емых параметров, о тличаюадийс  тем, что, с целью определени  параметров распределени  электронов по направлени м и модул м скоростей в сильноточном рел тивистском пучке или движущейс  с рел тивистской скоростью плазме, выбирают в спектре рассе ни  частотные интервалы , число которых не меньше числа определ емых параметров, в каждом из выбранных интервалов измер ют угол между направлением максимальной с S пол ризации рассе нного излучени  и плоскостью, содержащей электрический (Л вектор падаквдей и волновой вектор рассе нной волн.

Description

Изобретение относитс  к области технической физики и может быть использовано при исследовании плазмы,  дерной физике, в частности при решении проблемы уп11 вл емого термо дерного синтеза, при разработке кол . лективных методов ускорени  ионов, генерации волн СВЧ и т.д. Известен метод определени  параметров плазмы или электронного пучка путем исследовани  спектрального состава рассе нного электромагнитного излучени  от зондирующего иЬточника (метод томсоновского рассе ни ) , позвол ющий получить количественные результаты 1. В методе используетс  пр Ла  зависимость доплеровского уширени  спектра рассе ни  от температуры исследуемого объекта. Однако метод прИ меним только дл  иизкотемпературной плазмы и нерел тивистских пучков или дл  максвелловской изотропной ( EI том числе рел тивистской) плазмы, так как в противном случае величина уширени  не может быть определена од нозначно. Способ не применим дл  определени  параметров плазмы, движущейс  с рел тивистской скоростью и рел тивистских электронных пучков. Известен способ измерени  парамет ров электронного пучка или плазмы по пол ризационным характеристикагЯ неколлективно рассе ного излучени , включающий зондирование объекта исследовани  монохроматическим плоскопол ризованным электромагнитным излучением споследук цей математической обработкой известных зависимостей относительно измер емых параметров . 2 . . Недостатком известного способа  в л етс  то, что он применим только дл  изотопной плазмы, Другим недостатком  вл етс  ого информативна  ограниченность: за исключением одного параметра - темпе ратуры, данным способом невозможно определение в объекте никаких других параметров. Целью изобретени   вл етс , определение параметров распределени  электронов по направлени м и модул м скоростей в сильноточном рел тивистс ком электронном пучке (РЭП) или в движущейс  с рел тивистской скоростью плазме.. Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе измерени  параметров электронного пучка или плазмы по пол ризационным характеристикам неколлективно рассе нного излучени , вклю чающем зондирование объекта исследоаани  монохроматическим плоскопол рйзованным электромагнитным излучени ем с последухжцей математической обра боткой известных зависимостей относительно измер емых параметров, выби рают в спектре рассе ни  частотные интервалы, число которых не меньше числа определ емых параметров; в каждом из выбранных интервалов измер ют угол между направлением максимальной пол ризации рассе нного излучени  и плоскостью, содержащей электрический вектор падающей и волновой вектор рассе ной волны. / Суть способа заключаетс  в следующем . Зондируют изучаемый объект мо ( нохроматическим (и плоскопол рйзованным излучением; определ ют направление электрического вектора 1 зондирующего излучени  выбирают угол дл  регистрации рассе нного излучени  в ; получают развертку спектра рассе нного излучени  ( ), выдел ют спектральные интервалы аш, в диапазонеГш . J в каждом выделенном интервале измер ют угол между направлением максимальной пол ризации и плоскостью f ; полученные значени  /v подставл ют в систему уравнений iilZl С , 3|oj и решают относительно искомых парамеэ ров . j ; i 1, 2, 3, 4 - расчетные значени  йнтенсивнрстей рассе нного под углом 0 излучени  в j спектральном интервале , определ емые из (2) JL(uj.| лю.) 1 cJculdV lf ( 2, (-гН -(x;.x,;.X.;V;x(o-±X).bv. где Зд(п,У|- интенсивность зондирующего излучени , объем рассе ни , п безонцентраци  электронов,ыг - . размерна  частота рассе нного излучени , б () - завис щее от скорости сечение рассе ни  на одиночном электроне , f (Х.Х,.- Х, :V ) - функци  распределени  электронов по скорост м, Х, Xj,... Х - .подлежащие определению параметры функции распределени , аргумент учитывает изменение частоты в каждом акте рассе ни , интегрирование ведетс  по всему пространству скоростей, V, V - скорость и модуль скорости электронов, причем Сечение рассе ни  4V) ( l-v2)(l-Vcos9j. (3) (VbrJ ( -i-cosej) 1,2,3,4 где Гд классический радиус электр на. (41 .)(l.).s.(|.|, fcosefj; тильдой сверху (-) отмечены величины , относ щиес  к системе отсчета п ко  электрона ЧЯ COS бм-il:i: li± fi L (1-VCOS0J(1-VC0502) .(,,. f3/ -5 2yco52y/l cos2ot.J |5 -cos2y fj cos2y ( 7) y -S«n2y f j sin2y f -cos2y |J Sin2r f -Stn2y1 где угол у определ етс  выражением V pi cos 0 -f 2co59 cose co 9-V(cOS© +00562) В задачах диагностики РЭП вид фун ции распределени  зависит от условий лучени  и транспортировани  пучка. В каждом конкретном случае задают вид функции распределени  и вид фун ции распределени  и выбирают в ней т-подлежащих определению параметров св занных с разбросом электронов по модул м, или по модул м и направлени м скоростей. Например, дл  РЭП, в котором все электроны имеют одинаковый угол раз лета Р к оси пучка, гауссовское (с температурой Т) распределение по модулю скорости и среднее значение скорости Vjj , функци  распределени  будет иметь вид г т. / .. V 2 (,T,V,)«.{-(-)j, c(v -Vsin.) , где V - перпендикул рна  к оси РЭП составл юща .скорости; mg- масса электрона. Определению подлежат параметры Ф, Т / V. Дл  этого подставл ют функ цию распределени  в (2), наход т, в ную зависимость интенсивностей J ot параметров t , Т , VQ , подставл ют DJ в. (1) и получают систему уравнений ..v,). где слева сто т измеренные значени  углов ftj, а справа - найденные из (1 - 7). Аналогично поступают и дл  определени  параметров плазмы, движущейс  с рел тивистской скоростью. На фиг. 1-3 изображены векторные диаграммы используемых при измерени х полей излучени ; на фиг. 4 изображено устройство, с помснльюкоторого реализуетс  данный способ. Устройство содержит лазер 1 дл  генерации монохроматического зондирующе .го излучени  под углом 0 к оси пучка; пол роид 2 дл  пол ризации зондирующего излучени  под углом о относительно нормали к плоскости рассе ни  (плоскости П) (см. фиг.1); вакуумную камеру 3 с окнами 4, прозрачными дл  зондирующего и рассе нного Излучений; генератор РЭП 5; объектив 6, оптическа  ось которого составл ет угол е с направлением зондировани  (дл  выделени  пучка рассе н ного под углом 0 излучени }) полупрозрачную пластинку 7 дл  отражени  части рассе нного излучени  в опорный фотоприемник 8; отградуированный электрооптический элемент 9,дл  поворота плоскости пол ризации | ассе нн6го излучени ; генератор 10 пилообразного напр жени  дл  управлени  электрооптич ским элементом 9; пол роид M.L спектрограф 12 дл  разделени  пространстве излучени  с различными длинами волн; диафрагмы 13 дл  вьщвлени  в спектре рассе нного излучени  частотные интервалы Дшсветоводы 14 дл  передачи рас- се нного излучени  в выделенных частотных интервалах jujy на соответствующие фотоприемники 15;. многоканальный запоминающий осциллограф 16 дл  записи сигналов с фотоприемНИКОВ 8 и 15. Устройство ра,ботает следующим об- . ра 3 ом. Выставл ют ось пол ризации пол роида 2 под углом oL к нормали плоскости рассе ни ; выставл ют ось пол ризации пол роида 11 под углом ot2 arcig-(cos ) к нормали плоскости рассе ни  (см. фиг. 1); с помощью лазера 1 производ т зондирование электронного пучка импульсом монохроматического излучени  с частотой и/ синхроимпульс от лазера ч, соответствующий началу зондировани , подают на з.апуск генератора 10 пилообразного напр жени  и на запуск временной развертки осциллографа 16; из рассе нного-под угломб излучени  при помощи объектива 6 выдел ют пучок, часть излучени  пучка, отраженную полупрозрачной пластиной 7, подают в опорный приемник 8, сигнал С которого (соответствующий интенсив ности рассе нного в опорный приемник 8 излучени ) регистрируют с помощью осциллографа 16; друга  часть выделенного объективом б излучени  проходит полупрозрачную пластинку 7 и попадает на электрооптический элемент 9, который поворачивает .плоскость пол ризации рассе нного излучени  на угол, пропорциональный приложенному к нему напр жению, что при водит к модул ции интенсивности проход щего через пол роид 11 излучени  затем при помощи спектрографа 12 и диафрагм 13 выдел ют составл ющие этого излучени  в частотных интервалах; вьщеленные составл ющие по световодам 14 поступают на соответствуюс11йе фотоприемники 15) сигналы с фотоприемников 15, пропорциональные изменению интенсивности излучений в каждом частотном интервале, за писывают на экране осциллографа 16; стро т график изменени  во времени отношени  интенсивности Излучени  в каждом частотном интервале dtuj к интенсивности опорного сигнала; по графику определ ют момент времени ij от начала развертки, в который это.отношение максимально; определ ют .величину напр жени  и- на электрооптическом элементе 9 в момент t где Т - врем  нарастани  напр жени  на генераторе 10 от О должно быть меньие времени импульса зондировани ). Максимальное напр жение , должно обеспечивать поворот плоскости пол ризации излучени  не менее, чем на 90); определ ют угол поворота плоскости пол ризации рассе нного излучени  в частотном интервале Aui,} в момент времени t; ,., где ftj - искомый угол поворота, К, коэффициент пропорциональности между углом поворота и приложенным к электрооптическому элементу 9 напр жением от генератора 10 (берут из градуировочного графика на электрооптический элемент); подставл ют полученные значени  /j; в систему уравнений (1), которую решают с учетом (2 - 7) относительно искомых параметров . Способ обеспечивает возможность одновременного измерени  всех определ емых параметров.в широком диапазоне; исключает необходимость спектральной калибровки фотоприемников и св занные с этим погрешности; обеспечивает спектральный метод томсоновского рассе ни  (дальнейшим развитием которого  вл етс ) максимально возможное временное и пространственное разрешение.
фиг.г
(рогЪ
tt
n

Claims (1)

  1. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА ИЛИ ПЛАЗМЫ по поляризационным характеристикам неколлективно рассеянного излучения, включающий зондирование объекта исследо- вания монохроматическим плоскополя- ’ ризованным электромагнитным излучением с последующей математической обработкой известных зависимостей относительно измеряемых параметров, о тличающийся тем, что, с целью определения параметров распределения электронов по направлениям и модулям скоростей в сильноточном релятивистском пучке или движущейся с релятивистской скоростью плазме, выбирают в спектре рассеяния частотные интервалы, число которых не меньше числа определяемых параметров, в каждом из выбранных интервалов измеряют угол между направлением максимальной поляризации рассеянного излучения и плоскостью, содержащей электрический вектор падакщей и волновой вектор · рассеянной волн.
    SU 8952
SU802863024A 1980-01-03 1980-01-03 Способ измерени параметров электронного пучка или плазмы SU895200A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802863024A SU895200A1 (ru) 1980-01-03 1980-01-03 Способ измерени параметров электронного пучка или плазмы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802863024A SU895200A1 (ru) 1980-01-03 1980-01-03 Способ измерени параметров электронного пучка или плазмы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU895200A1 true SU895200A1 (ru) 1983-08-07

Family

ID=20869399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802863024A SU895200A1 (ru) 1980-01-03 1980-01-03 Способ измерени параметров электронного пучка или плазмы

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU895200A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210410263A1 (en) * 2020-06-24 2021-12-30 The Texas A&M University System Systems and Methods for Thomson Scattering Background Interference Suppression

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Л.Н.П тницкий. Лазерна диагностика плазмы. Атомиздат, М., 1976, с. 68. 2. O.Theimer, VJ.Hicks Depolarization of Zight Scatered by a Relotivistic Plasma The Physics of Fluids v.ll, p. , 5, 1968 (прототип) . *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210410263A1 (en) * 2020-06-24 2021-12-30 The Texas A&M University System Systems and Methods for Thomson Scattering Background Interference Suppression
US11924956B2 (en) * 2020-06-24 2024-03-05 The Texas A&M University System Systems and methods for Thomson scattering background interference suppression

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5642194A (en) White light velocity interferometer
US4905169A (en) Method and apparatus for simultaneously measuring a plurality of spectral wavelengths present in electromagnetic radiation
JPH06213813A (ja) 物質および/またはその特性決定の方法と装置
US3200698A (en) Measurement of distance by means of modulated polarized light
US4750834A (en) Interferometer including stationary, electrically alterable optical masking device
US20020044280A1 (en) Temporally resolved wavelength measurement method and apparatus
US5341211A (en) Apparatus for making absolute two-demensional position measurements
US5406377A (en) Spectroscopic imaging system using a pulsed electromagnetic radiation source and an interferometer
SU895200A1 (ru) Способ измерени параметров электронного пучка или плазмы
JPH0599659A (ja) 光ビーム入射角の測定方法、測定装置及び距離測定装置の使用
JP3322385B2 (ja) 2周波レーザ光源の波長測定装置
RU2018873C1 (ru) Устройство для измерения характеристик поверхностного волнения
US11874311B1 (en) Detecting radio frequency electromagnetic radiation using vapor cell sensors and comb spectra
CN116337777B (zh) 一种基于单光梳的宽频带光声光谱测量***及方法
RU2061250C1 (ru) Акустооптическое устройство для определения частоты радиочастотного сигнала
RU2171997C2 (ru) Акустооптический измеритель параметров радиосигналов
SU624157A1 (ru) Способ опделени скорости распространени поверхностных акустических волн
SU1640658A1 (ru) Способ измерени эффективной площади рассе ни объекта
Cole Electro-optical processing in radio astronomy
EP0179151A1 (en) Sample signal for interferogram generation and method for obtaining same
JP2664255B2 (ja) 光スペクトラム分析装置
SU1134919A2 (ru) Устройство дл определени диаграммы направленности антенны
SU692340A1 (ru) Способ измерени пространственного распределени плотности энергии импульсного излучени
SU521506A1 (ru) Рефрактометр
SU744294A1 (ru) Способ измерени изменений азимута плоскости пол ризации светового излучени