Способ измерения параметров электронного пучка или плазмы

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕОКИРЕСПУБЛИК Н) 01 д 3 П ОБРЕ вания монризованннием с поработкойсительнол и ч а ю 9 залевск лью опред ления эле модулям с лятивистс лятивистс диаг 1976,Лазеат,ют в спектервалы,числа опрдом из выугол междполяризацплоскостьвектор падрассеянно Г 1 цоТРОВ по- кол- вклю- едоЕНИЯ ПАРАМ И ПЛАЗМЫ п ристикам н излучения, бъекта исс с акц воГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА ИЛляриэационным характелективно рассеянногочающий зондирование о охроматическим плоскополя-ым электромагнитным излуче" следующей математической обизвестных зависимостей отноизмеряемых параметров, о тщ и й с я тем, что, с цееления параметров распредектронов по направлениям и коростей в сильноточном ре" ком пучке или движущейся с ре-. кой скоростьюплазмевыбира" тре рассеяния частотные инчисло которых не меньше еделяемых параметров, в каж" бранных интервалов измеряют у направлением максимальной ии рассеянного излучения и Е ю одержащей электрическийей и волновой векторт относительно ис х параполяриэационным характеристиками не- и решаюколлективно рассеяного излучения,включающий зондирование объекта исследования монохроматическим плоскополяризованным электромагнитным излучением с последующей математической обработкой известных эависимос"тей относительно измеряемых параметров, 2 .Недостатком известного с3,=3 (п,Чляется то, что он применимдля изотойной плазмы. (2)Другим недостатком является егоинформативная ограниченность: заисключением одного параметра - темпе ратуры, данным способом невозможноопределение в объекте никаких других где о(Ипараметров. го излученЦелью изобретения является определение параметров распределения 5 р концентрац.электронов по направлениям и модулямскоростей в сильноточном релятивистском электронном пучке (РЭП) или вразмечениядвижущейся с релятивистской скороссечентью плазме.роне,Поставленная цель достигается тем,55что в способе измерения параметровэлектронного пучка или плазмы по по гляризационным .характеристикам неколлективно рассеянного излучения, вклю"чающем зондирование объекта исследо-,60вания монохроматическим плоскополяриэованным электромагнитным излучением с последуазцей математической обра- , и модботкой известных зависимостей относительно измеряемых параметров, выбиметров. э; 1 1 ю 2 ф че)ния интенсив углом 8 иэлуч интервале ахи, 3, 4 - ра остей рас ня в о определяе четные знаеянного подпектральноммые из (2)Епособа яв только соз 01;Ч к(х; к оэ Ог е зондиряния,ивнос ем ра нтен обонов,Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при исследовании плазмы, в ядерной физике, в частности при решении проблемы ущавляемого термО- ядерного синтеза, при разработке кол ,лективных методов ускорения ионов, генерации волн СВЧ и т.д.Известен метод определения параметров плазмы или электронного пуч" ка путем исследования спектрального 1 О состава рассеянного электромагнитного излучения от зондирующего источника (метод томсоновского рассеяния), позволяющий получить количественные результаты (11. 15В методе используется прядя зависимость доплеровского уширения спектра рассеяния от температуры исследуемого объекта. Однако метод применим только для ниэкотемпературной плазмы и нерелятивистских пучков или для максвелловской изотропной ( в том числе релятивистской) плазмы, так как в противном случае величина уширения не может быть определена однозначно, Способ не применим для определения параметров плазмы, движущейся с релятивистской скоростью и релятивистских электронных пучков.Известен способ измерения парамет" ров электронного пучка или плазмы по 30 рают 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 рассеяной волны.Суть способа заключается в следукщем, Зондируют изучаемый объект мо"Ф/2 мснохроматическим ш ")= плоскопо". ляриэованным излучением) определяют направление электрического вектора 61 зондирующего излучения М 11 выбирают угол для регистрации рассеянного излучения 8; получают раз-вертку спектра рассеянного излучения (ц-ьц цвьщеляют спектральныег)(2)интервалй йш. в диапазонеад) -оР)3 дня щщ в каждом выделенном ийтервале измеряют угол р между направлением максимальной поляризации и плоскостью Е полученные значения а подставляют в систему уравнений рная частота рассеянного излу В, б(91- зависящее от скорости ие рассеяния на одиночном элект- Е(Х 1,Хг Х;Ч ) -. Функцкя расления электронов по скоростям, , М- подлежащие определеараметры функции распределения, ент О" - учитывает изменение ты в каждом акте рассеяния, инрование ведется по всему проству скоростей,Ч,Ч=Я) - скорость уль скорости электронов, причемл л1 )1,Ч; 82 )2) Ч895200 Риг 2 пучок, часть излучения пучка, отраженную полупрозрачной пластиной 7, подают в опорный приемник 8, сигнал с которого (соответствующий интенсивности рассеянного в опорный приемник 8 излучения) регистрируют с помощью осциллографа 16) другая часть выделенного объективом б излучения проходит полупрозрачную пластинку 7 и попадает на электрооптический элемент 9, который поворачивает .плос кость поляризации рассеянного излучения на угол, пропорциональный при" ложенному к нему напряжению, что при" водит к модуляции интенсивности проходящего через поляроид 11 излуче ния; затем при помощи спектрографа 12 и диафрагм 13 выделяют составляющие этого излучения в частотных интервалах; вьщеленные составляющие по световодам 14 поступают на соответствукщие Фотоприемники 15 сигналы с Фотоприемников 15, пропорциональные изменению интенсивности излучений в каждом частотном интервале, записывают на экране осциллографа 16; строят график изменения во времени отношения интенсивности излучения в каждом частотном интервале йщ к интенсивности опорного сигнала по графику определяют момент времениот начала развертки, в который это .отношение максимально; определяют .величину напряжения О на электрооптическом элементе 9 в момент 13 35вахИ где Т- время нарастания напряжения на генераторе 10 от 0 доО,О(Т должно быть мень 11 е времени имйульса зондирования)Максимальное напряжение О должно обеспечивать поворотй)(плоскости поляризации излучения не менее, чем на 90 о)1 определяют угол поворота плоскости поляризации рассеянного излучения в частотном интервале йщ) в момент времени где Д " искомый угол поворота, К " коэффициент пропорциональности между углом поворота и приложенным к электрооптическому элементу 9 напряжением от генератора 10 (берут из градуировочного графика на электро- оптический элемент); подставляют полученные значения р в систему урав 4нвний (1), которую решают с учетом (2 - 7) относительно искомых параметров. Способ обеспечивает воэможность одновременного измерения всех определяемых параметров в широком диапазоне исключает необходимость спектральной калибровки фотоприемников и связанные с этим погрешности; обеспечивает спектральный метод томсонов- ского рассеяния (дальнейшим развити" ем которого является) максимальновозможное временное и пространственное разрешение.895200 О/4 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРзо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 акфилиал ППП фПатент, г,ужгород, ул.Прое ая Составитель И.Первенцев Редактор П.Горъкова Техред Ж, Кастелевич Корректор М,Двмчик г