Мессбауэровский спектрометр с лазерным интерферометром для абсолютного измерения скорости относительного перемещения

оч 695307 Союз Сосетских Социалистических Рослублик) Приоритет -оо делам изобретеии и открытий 43) Опубликовано 15.12,81, Бюллетень ЛЪ 46 (45) Дата опубликования описания 15.12.81 53) УДК 539.172.3(54) МЕССБАУЭРОВСКИИ СПЕКТРОМЕТР С ЛАЗЕРНЫМ ИНТЕРфЕРОМЕТРОМ ДЛЯ АБСОЛЮТНОГО ИЗМЕРЕНИЯСКОРОСТИ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕН Изобретение относится к области элект-: ронно-физических устройств, принцип действия которых основан на использовании язвления ядерного гамма-резонанса (эффект Моссбауэра), а более, конкретно, к гамма- резонансным спектрометрам, в частности, к таким, в которых используются оптические методы абсолютного измерания скорости относительного перемещения.Известны мессбауэровские спектрометры, использующие методы абсолютного измерения скорости относительно перемещення 111.Оптнчеокая часть таких опектрамепров ттредставляет собой, муаровый интерферо мепр, с помощью которого ооущесввляется градуи 1 ровка скоростной (энергетической) шкалы, измеряется положение нуля скорости в,режиме движения источника излучения с Постоянным ускорением. 20Известен Месобауэро 1 вский спекврометр с лазерным интерферомевром для измереноя скорости относительного перемещения 121, содержащийсистему зеркал и укрепленные на оси электродииамического приво да подвижное зеркало и источник гаммаквантов, поглотитель гамма-,квантов, блок памяти, соединенный входами соответст. венно с блоком;регистрации интерференционных полос, усилителем-дискриминатором гамма-квантов, тенератором низкочастотных сигналов, подключенным выходамк электродинамическому приводу, н фотонр;ием,пик,В этом устройстве интерференционныеполосы, образующиеся при сложении двухлучей света, регистрируются фотодиодом,преобразующим их в электрические сигналы.При малых скоростных перемещенияхподвижной системы, т. е. вблизи нуля скорости, интерфаренционные полосы подертиваются, вследствие имеющихся механичесских вибраций блоков прибора и электрических шумов на,расстояния, меньшие, чемл/, (Х - длина волны света, излучаемоголазером) . Тем не менее эти помехи вызываюг ложные импульсы, регистрируемые взапоминающем устройстве спектрометра иискажающие истинный закон измененияскорости на этом участке скоростното диапазона,Целью,изобретения является повышеннеточности измерений в области малых скоростей,Поставленная, цель достигается тем, чтов предложенном месобауэровоко)м,спекгромегре с,лазерным интерферомегром для определения скорости относительного перемещения фотюприемник выполнен в,виде двухсветочувствительных элвментовразнесенных на расстояние, меньшее, чем,расстояние между интерференциокными полосами. Блок регистрации интерференпионных полос,выполнея по,схеме РС-трипгера, входы Я и С которого соединены с разделитель.- ными выходами светочувствительных элементов. Система зеркал выполнена в виде двух прямоугольных трехгранных призм, составленных так, что гипотенузная грань одной,щризмы сонрикасается с жатетной гранью другой. На гипотенузной грани нанесено 50%-ное опражающее покрытие, а на смежных катетных гранях призм 100% -;кое отражающее покрытие.На фиг, приведена схема меосбауэровского апектрометра; на фит. 2 - схема системы зеркал в виде нризмы,Спектрометр (фиг, 1) состоит из электродинамического привода (вибратора) 1, на котором укреплено подвнжное зеркало 2, .генератора низкочастовно 1 го сигнала 3, блока обратной связи 4, блока памяти 5 с адресным и арифметическим регистрами, пропраммногю успройспва 6, гелий-,неонового лазера 7, интерференционной призмы 8, фокуоирующей линзы 9, фотовриемника 10, блока, регистрации интерференционных полюс 11, источников резонансното гамма-излучения 12, поглотителя 13, блока детектирования гамма-квантов 14, усилителя-днскриминатора гамма-квантов 15, Фотоприемник выполнен в виде двух фотоэлементов с прямоугольными чувствительными областями,Предлагаемое устройство работает следующим образом.Источник резонансного излучения 12 ,цривщнтся в движение электродинамическим цриводом 1 относительно покоящегося поглотители 13, блок детектирования 14 регистрирует поток гамма-квантов за поглотителем, усилитель-дискриминатор 15 выбирает нужные гамма-кванты и передает образующиеся в нем электрические импульсы и блок памяти 5(А). 3 акон перемешечия источника задает генератор низкоча"тотного сигнала 3, а блок обратной связи 4 позволяет обработать заданное движение : высокой точностью. Монороматический .гогерентный пучок света, исвускаемый лазером 7, проходя через призму ннтерферометра, диатоналн,которой являются полупрозрачным зеркалом (ем. фнг. 2), делится на два луча. Одян луч, опражаясь от прапи нризмы, падает на фотоприемник 10, другой, поворачиваясь в вризме на 9 О, отражается зеркалам 2, укрепленным на приводе 1. Оба луча, фокусируясь линзой 9, при совмещении, образуют в плоскости фотоприемника .интерференционную картину в гдае чередующжся, темных и светлых полос, возникающую за счет оптической раз 11 ости хода в двух плечах интерферометра. Если подвикное зеркало одновременно систочником резонансного излучения вриходит в движение, то интерференционные волосы, перемещаясь по фотоприемнику,Формула изобретения 1. Мессбауэровский епектрометр с лазерным интерферометром для абоолютнаго измерения скорости относительного перемещения, содержащий систему зеркал и укреп 45 ленные на оси элехтродинамического привода подвижное зеркало и источник гамма- квантов, поглотитель гамма-квантов, блок памяти, соеднненный входами соопветственно с блоком репистрации иитерференционных полос, усилителем-дискриминатором гамма-квантов, генератором;низкочастотных сягналов, подключенным, выходом к электродинамическомуу прнводуи фото. приемник, отличающ,ийся тем, что, с 50 55 целью повышеиия точности измерений в област,и малых скоростей, фотоприемнвк вы 60 65 полнен в виде двух светочувствительных элементов, разнесенных на расстояние, меньйпее, чем расстояние между интерферен,ционными полосами, при этом блок регистрации интерференционных волос выпол,нен по схеме ЯС-трипгеравходы Р и С кообразуют на его выходе сигналы, частота следования которых в любой момент времени соответствует скорости перемещения источника тамма-резонаясного излучения.Схема, регистрации полос 11 выполненатаким образом, что импульсы, соответст вующие ннтерференционным полосам, поступают в блок памяти лишь;в том случае, если полоса проходит через оба светочувствительных элемента, Эти импульсы с помощью адресного,и арифметического 1 реги стирав накапливаются в блоке памяти 5(Б).Такии образом, опектромепр одновременно со снятием гамма,-резонансного спектра позволяет онимать калиброванный спектр, являющийся истинйой функцией 0 перемещения.Схема выполнения системы зеркал в виде единого блока-призмы показана на фиг.2. В этой цризме на плоскостях ВГДЕ и ВЖЗГ,нанесены 100%-ные отражающие 25 покрытия, а на плоскости ВГИК - 50%ные. Такое выполнение улучшает помехозащитность успройства от всякого рода аибраций.Конструкния предложенного епектромет- ЗО ра обеспечивает линейную зависимость прадуированной характеристики от скорости перемещения даже при,очень, малых значениях скорости относительного перемещения.Предлагае 1 мый спекпрометр позволяет 35 ароводить исследования на узких резонансных переходах, наврнмер, таких как (летз, Та 8, линия йоглощения которых лежит вблизи скоросаното,круля, а использованием метода абсолютной градуировки скоростной 40 шкалы..2 или азите Корректор И. Осиновск Ут ехр Дс.к Тираж 915СССР по делам нзобрет аушская наб., д. 4/5 Заказ 27/30НПО Пон Изд.653арственного комитет13035, Москва, Ж.З Подписи н открыт Тнп. Харьк. фнл. пред, сПатентэ лорого соединены с разделыными выходами .оветочувстаительных элементов.2, Мессбауэровокий спектрометр по и, 1, отличающийся тем, что, с целью повышения домехозащищенности устройства, система зеркал, выполнена,в виде двух прямоугольных трехгранных призм, ооставленных так, что типотенузная нрань одной лриэмы соприкасается с катетБой гранью ,другой, лричем,на гипотенузной грани на. несено 50%-ное отражающее покрытие, а на смещенных еатепных гранях дризм - 100%-ное отражающее покрытие. 5Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Кеч. Ьс 1 1 пз 1 г 1965, 3612.2, 1, (л, Согдгоче К. 1., Со 111 пз г 1 ис 1.,10 1 пз 1 г, Мей, 1971, 95, 269 - 274 (прототип).