Спектрометр миллиметрового излучения

(5)4 С 01 М 22/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) П.Д.Сярапинас и В.И.Швядас (71) Институт Физики АН ЛитССР (53) 621.317.58(088.8)(56) Тх 88 аг Н. апд осЬег "Оргьсв сощпвп 1 сай 1 оп, 1970, чо 1, 33, Яо 1,37.Вудс Р.С. Микроволновый спектрометр с внутренним тлеющим разрядом. Приборы для научных исследований 1973, к, Март, с. 21 - 28. (54)(57) СПЕКТРОМЕТР МИЛЛИМЕТРОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий трубку, заполненную газом, внутри которой размещены электроды, соединенные с источ.никоч напряжения, и детектор, подклю(191:пи 1 1 85198 А ченный к регистатору, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с цепью расширения диапазона исследуемых спектров, введены камера охлаждения с окнами для ввода исследуемого и оптического излучений, электронная пушка и первый и второй источники оптического излучения, при этом трубка установлена в камере охлаждения,электронная пушка и детектор, который выполнен в виде регистратора заряженных частиц, размещены внутри трубки, а источники оптического излучения установлены снаружи камеры охлаждения и оптически связаны с промежутком между электродами, причем источник напряжения выполнен в виде генератора импульсного напряжения,а трубка заполнена гелием. С:ВНИИПИ Заказ 6355/38 Тираж 896 Подписное Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул. Проектная, 411851Изобретение относится к технике радиоизмереций интенсивности излучения и его спектрального распределения в облаотимиллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. 5Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых спектров.На чертеже приведена структурная электрическая схема спектрометра миллиметрового излучения.Спектрометр миллиметрового излучения содержит камеру 1 охлаждения с окнами 2 и 3 для ввода соответственно исслецуемого и оптического излучений, внутри, камеры 1 охлаждения установлены трубка 4, заполненная гелием, внутри которой размещены электроды 5, соединенные с источником 6 напряжения, выполненным в виде генератора импульсного напряжения, детектор 7, выполненный в виде регистратора заряженных частиц, и электронная пушка 8, источники 9, 10 оптического излучения, регистратор 25Спектрометр миллиметрового излучения работает следующим образом. Электронная пушка 8 создает пучок электронов, энергия которых 20 эВ.30 Эти электроны возбуждают атомы гелия из основного энергетического состояния 1 Б в метастабильцое состояние 2 Я.3В качестве электронной пушки 8 применена электронная пушка, используемая в кинескопах. Возбужденные атомы гелия дифФуцдируюг между электродами 5. Источник 9 оптического излучения, излучением длиной волны 398 нм, через окно 3 возбуждает атомы гелия из метастабильцого энергетического уровня 2 8 на уровень 3 Р. Источ 3ник 10 оптического излучения, в качестве которого использован перестраиваемый лазер на красителе, генерирую 45 щий излучение длиной волны 780-800 нм, возбуждает атомы гелия из энергетического уровня З,Р ца более высокие ридберговские уровни возбуждения с квантовыми числами п 1 (где главное квантовое число и порядка 20). 98 гИсследуемое излучение миллиметрового или субмиллиметрового диапазона через окно 2 проходит в трубку 4 и абсорбируется возбужденными атомами гелия, которые переходят из энергетического состояния, описьваемого квантовыми числами и 1,в энергетическое состояние, описываемое более высокими квантовыми числами иИсточник 6 напряжения, выполненный в виде генератора импульсного напряжения, создает между электродами 5 импульсное напряжение величиной 320- 1600 В, которое иоцизирует атомы гелия, находящиеся в энергетическом состоянии и 1 .Один из электродов 5увыполнен в виде металлической пластины, другой - в виде сетки, каждый площадью 10 см , а расстояние между2ними 0,8 см. Иоцизированные из состояния п ь атомы гелия попадают на детектор 7 в виде регистратора заряженных частиц. На выходе детектора 7 Формируется сигнал, пропорциональный интенсивности измеряемого источника излучения на частотеГп 1 - Еп . где У - частота исследуемого излучения, Гц;Еп ь - энергия атома гелия послеабсорбирования измеряемогоизлучения, Дж;Еп 1 - энергия атома гелия до абсорбирования ими измеряемого излучения, Дж;Ь - постоянная Планка, Дн . С.В качестве детектора 7 использован термоионный детектор.При увеличении выходного напряжения источника 6 происходит ионизация атомов гелия последовательно от высоких возбужденных уровней к более низким. В этом и заключается разделение интенсивности измеряемого излучения разных частот,Спектрометр можно использовать и для измерения абсорбционного спектра в субмиллиметровом и миллиметровом диапазоне, Тогда перед окном 2 ставится исследуемый объект.