Микроволновый спектрометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А 1 0 С 01 И 22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ы, ЫсйЫТьйА(57) Изобретениедля спектрометриировом диапазоне дчивает повышение ет ис ьзоватьс зов в субмиллиметобесп ин волн и очности и ерениякроволх линии. содержит частот спектраль новый спектромет точник ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт прикладной физики АН СССР(56) Белов С.П. и др. Миллиметровая и субмиллиметровая широкодиапазонная радиоспектроскопия газов с высокой чувствительностью. - Оптика и спектр скопия, 1973, т. 35, вып, 2, с. 295- 302.Андреев Б.А. и др, Метрика субмиллиметрового диапазона длин волн с использованием опорного спектра. Известия ВУЗов, Радиофизика, 195, т. 18, Р 4, с. 531-536.(54) МИКРОВОЛНОВЫЙ СПЕКТРОМЕТР 1 микроволнового излучения, состоящий из перестраиваемого генератора (ПГ) 2 и управляемого блока питания 3, делитель излучения 4, ячейки 5,6 соответственно с исследуемым газом и с газом с известными спектральными характеристиками, микрофоны 7,8, перестраиваемый резонатор 9 фабри-Перо, детектор 10 микроволнового излучения, интерферометр 11 Майкельсона, источник 12 когерентного оптического излучения, фотоприемник 13, усилители 14-16, синхронные детекторы 17-19,регистратор 20, генератор 21 модулирующего напряжения и элемент 22 для перемещения подвижного зеркала резо- сФ натора 9. Частота излучения перестраиваемого генератора 2 автоматически настраивается на собственную частоту резонатора 9. При перемещении подвижного зеркала с помощью элемента 22 осуществляется сканирование частоты излучения по диапазону. При совпадении частоты излучения с частотами линий поглощения газов в ячейках 5,6 возникают сигналы, которые регистрируются регистратором 20. 1 ил.13207Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано для спектрометрии газов в субмиллиметровом диапазоне длин волн.Целью изобретения является повышение точности измерения частот спектральных линий.На чертеже представлена структурная схема микроволнового спектрометра.Микроволновый спектрометр содержит источник 1 микроволнового излучения, в состав которого, например, входят перестраиваемый генератор 2 и управляемый блок 3 питания, де- . литель 4 излучения, первая 5 и вторая 6 ячейки с исследуемым газом и газом с известными спектральными характе ристиками соответственно, первый 7 и второй 8 микрофоны, перестраиваемый резонатор 9 Фабри-Перо, детектор 10 микроволнового излучения, интерферометр 11 Майкельсона, источник 12 когерентного оптического излучения (НеИе лазер), фотоприемник 13, усилители 14-16, первый 17, второй 18 и25 третий 19 синхронные детекторы, регистратор 20, генератор 21 модулирующего напряжения и элемент 22 для пере- мещения подвижного зеркала резонатора 9 Фабри-Перо.30 Микроволновый спектрометр работает следующим образом.Частотно модулированное излучение генератора 2 источника 1 расщепляется 35 делителем 4 излучения на два луча, один из которых направляется в первую 5 и вторую 6 ячейки, а другой в резонатор 9 фабри-Перо, настроенный на частоту излучения. При отклонении 40 частоты излучения от собственной частоты резонатора 9 на детекторе 10 возникает сигнал с частотой, равной частоте модуляции, который после усилителя 14, синхронного детектора 17 45 поступает на управляемый блок 3 питания источника 1 и изменяет его выходное напряжение так, чтобы устранить это отклонение. Таким образом, частота излучения перестраиваемого 50 генератора 2 автоматически настраивается на собственную частоту резонатора 9 Фабри-Перо. При плавном перемещении подвижного зеркала резонатора 9 Фабри-Перо, например, с помощью элемента 22 осуществляется сканирование частоты излучения по диапазону. При совпадении частоты излучения с частотами линий поглощения газов в 23 2первой 5 и второй 6 ячейках возникают сигналы, которые регистрируются первым 7 и вторым 8 микрофонами и после синхронного детектирования первым и вторым синхронными детекторами поступают на первый и второй вхоцы регистратора 20,Таким образом, осуществляется запись спектров как исследуемого, так и известного, опорного газов. Одновременно с записью спектров на третий вход трехканального регистратора 20 поступает интерферограмма с интерферометра 11 Майкельсона, который подключен к резонатору 9 Фабри-Перо так, что подвижное зеркало резонатора 9 является одновременно подвижным зеркалом интерферометра 11.Вследствие этого периоды интерферограммы связаны с частотой излучения перестраиваемого генератора 2 источника 1 и являются метками точного частотного масштаба на записи спектра.Ф о р м ул а и з о б р е т е н и яМикроволновый спектрометр, содержащий размещенные вдоль одной оси источник микроволнового излучения, перестраиваемый по частоте, первую и вторую ячейки для размещения исследуемого газа и газа с известными спектральными характеристиками соответственно, которые соединены с микрофонами, подключенными соответственно к сигнальным входам первого и вТорого синхронных детекторов, к опорным входам которых подключен выход генератора модулирующего напряжения, выходы первого и второго синхронных детекторов подключены к первому и второму входам регистратора, соответственно, при этом выход генератора модулирующего напряжения подключен к первому входу источника микроволнового излучения, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения частот спект- . ральных линий, введены последовательно соединенные делитель излучения,установленный между источником микроволнового излучения и первой ячейкой, перестраиваемый резонатор ФабриПеро, детектор микроволнового излучения и третий синхронный детектор, опорный вход которого подключен к выходу генератора модулирующего напряжения, а выход - к второму входу ис1320723 Составитель В.ГончаровРедактор НСлободяник Техред Н.Глупенко Корректор А.Ильин Заказ 2653/47 Тираж 776ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4(5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 точника микроволнового излучения, атакже последовательно соединенные источник когерентного оптического излучения, интерферометр Майкельсона,подвижное зеркало которого являетсгподвижным зеркалом резонатора ФабриПеро, и фотоприемник, подключенныйк третьему входу регистратора.