Расширение пучка

Во всех рассмотренных задачах по дифракции плоской волны на отверстиях различной формы имело место дифракционное расширение пучка света после прохождения им того или иного отверстия в непрозрачном экране. Оценим возможность практической реализации полученных соотношений, выбрав в качестве примера дифракцию света на узкой щели. [c.289]

Для расширения пучка лазера используют одну или несколько линз или сферических зеркал. При этом не происходит значительных потерь мощности излучения или заметного изменения структуры пучка. Равномерность освещения достигается применением диафрагм для ограничения размеров пучка и устранения тем самым влияния несовершенства оптической системы. Однако это всегда сопровождается потерей части выходной мощности лазера. [c.39]

Зазор между трубами и корпусом секции обеспечивает свободное расширение пучка в момент пуска кот- [c.71]

На свойства Т. и. при прохождении электронов через вещество влияют эффекты, связанные с его структурой, а также с вероятностью многократного рассеяния электронов в нём. При Г 100 МэВ за время, необходимое для излучения фотона, электрон проходит большое расстояние и может испытать столкновения с др. атомами. В аморфных веществах многократное рассеяние электронов больших энергий приводит к снижению интенсивности и расширению пучка Т. и, в кристаллах возникает дифракция электронов, в спектре Т. и. появляются резкие максимумы и увеличивается степень его поляризации (рис. 3). [c.149]

Это выражение означает, что апертурное расширение пучка в фокусе, связанное с углом расхождения 2 а, растет пропорционально о . В масс-спектрометрии фокусировка по направлению моноэнергетического пучка ионов с угловым расхождением 2а рад, дающая величину уширения пучка в фокусе, равную га , называется фокусировкой первого порядка. [c.16]

Увеличение угла расширения пучка и всякое отклонение от правильного расположения сектора отклоняющего магнита относительно базисной линии 51—5г приводят к еще большему расширению пучка в точке фокуса. Последнее обстоятельство снижает разрешаю- щую силу прибора. Ограничение расходимости пучка коллимированием его на выходе из источника приводит к значительному снижению интенсивности ионного тока в пучке. Поэтому возникает проблема более совершенной фокусировки по направлению ионных пучков, имеющих угол расходимости более 1°. [c.17]

Первые три фактора, приводящие к расширению пучка ионов, подробно рассмотрены в работах [8—10]. Минимальное значение для расширения пучка, достигнутое экспериментально, хорошо согласуется с теоретическими расчетами. Для выпускаемых отечественной промышленностью класса приборов МИ-1305 [11] (г=200 мм) при рабочей щели источника 0,2—0,25 мм, вакууме в камере источника не хуже 10 мм рт. ст. и в анализаторе 10 мм рт. ст. суммарное расширение пучка в фокусе не превышает 0,2 мм. В приведенном примере разрешающая способность прибора, вычисленная по (1.27) без учета сил электростатического расталкивания, при ширине щелей источника 0,2 и 0,4 мм достигает 400. Однако при работе с пучком большой интенсивности (10 а мм ), например при измерении весьма малых изотопных отношений, указанная величина значительно снижается, так как пучок большой интенсивности дополнительно расширяется за счет электростатического расталкивания, увеличивающего составляющую 0(г). [c.28]

Анализируя эту зависимость, можно видеть, что увеличивать радиус ионных траекторий в масс-спектрометрах очень невыгодно, так как при той же допустимой величине относительного расширения пучка необходимо резко (пропорционально Щ снижать ток в пучке. Например, при увеличении радиуса отклонения вдвое для сохранения относительного расширения ионного пучка потребуется уменьшить ионный ток в пучке в четыре раза. [c.30]

Уже отмечалось, что использование неоднородного магнитного поля с коэффициентом неоднородности 0,8— 0,9 позволяет увеличить дисперсию масс-спектрометра. Однако создание прибора, предназначенного для измерения изотопов тяжелых элементов, связано с большими трудностями. Например, при радиусе отклонения ионов г = 200 мм и коэффициенте неоднородности га = 0,9 для системы отклонения на 180° согласно уравнению (2.6) длина траектории пути ионного пучка равна - 2500 мм, что почти в четыре раза больше, чем у прибора с однородным полем. В этом примере источник и приемник ионов удалены от поля приблизительно на 1 м. Расширение пучка ионов в поле при угловой апертуре 2—3° составляет около 100 мм, следовательно, ширина плоской части трубы и полюсных наконечников, создающих поле, должна быть не менее 150 мм. Все это увеличивает габариты трубы и магнита спектрометра, а также сильно усложняет конструкцию вакуумной части прибора. Напомним, что повышение дисперсии и разрешающей силы прибора за счет увеличения длины траектории ионного пучка неизбежно приводит к ослаблению светосилы прибора, так как допустимая плотность ионного тока в пучке обратно пропорциональна квадрату длины ионного пути. [c.38]

Известно, что при работе с узкими пучками ионов эффект электростатического размытия не позволяет использовать пучки с большой плотностью тока, так как это приводит к большому расширению пучка и резкому уменьшению разрешающей способности прибора. Увеличить светосилу прибора трудно, так как невозможно удовлетворительно фокусировать ионные пучки, превышающие величину предельно допустимой плотности тока. [c.48]

Так происходит вплоть до того момента, который изображен на рис. 2.1 б, В дальнейшем, несмотря на продолжающееся ослабление фокусировки за счет кривизны зеркал, размеры сечения пучка перестают расти, и дифракционная расходимость почти не изменяется. Этому можно дать единственное объяснение добавляется какой-то новый фактор, противодействующий расширению пучка. Таким фактором здесь является краевая дифракция. По мере последующего приближения резонатора к плоскому поле на краю зеркал несколько возрастает, с ним растет и роль краевой дифракции. Наконец, в плоском резонаторе краевая дифракция остается единственной причиной того, что пучок не выбегает из системы и имеет не такие уж большие потери. Придерживаясь терминологии Вайнштейна, можно сказать, что поле в плоском резонаторе фиксируется не каустикой, как в устойчивых резонаторах, а краями зеркал (см. 2.4, а также [16], 2.2). [c.91]

Первоначально линзы использовались для расширения лазерного пучка. Следовательно, главное требование в этом случае заключается в том, чтобы как положительные, так и отрицательные линзы имели по возможности малое фокусное расстояние для достижения заданного расширения пучка на кратчайшем расстоянии. Иногда расширение объектного пучка можно получить за счет рассеивателя. [c.319]

Импульсы большой мощности вызывают также проблемы, связанные с фокусировкой луча в точку, так как при их фокусировке ионизуется воздух и разрушаются расположенные в этой области другие материалы. Это означает, что для устранения дифракционных эффектов нельзя пользоваться обычными пространственными фильтрами. Для расширения пучков без пространственных фильтров вместо микрообъективов, обычно используемых с маломощными лазерными пучками, должны применяться рассеивающие линзы. [c.674]

Другой метод измерения поперечного размера пучка, который особенно удобен в случае видимых газовых лазеров, работающих в непрерывном режиме, состоит в том, что пучок расширяют посредством микрообъектива достаточной апертуры [ см в диаметре) с малым и хорошо известным фокусным расстоянием (от 20 до 30 мм). Расстояние между микрообъективом и подходящим экраном, установленным в нескольких метрах от него, может быть точно измерено. Столь же точно можно измерить диаметр расширенного пучка, особенно если входной зрачок микрообъектива велик по сравнению с пучком. Поперечный размер пучка находится тогда из простого соотношения [c.94]

Регистрация тепловых полей может проводиться с помощью пространственного сканирования образца зондирующим пучком (последовательное измерение) или путем облучения образца расширенным пучком с одновременной регистрации сигнала о температуре разных участков (параллельное измерение). Предельное пространственное разрешение ЛТ сравнимо с длиной волны зондирующего излучения. [c.200]

Плоскости, находящиеся на расстояниях 1 и от линз, являются, очевидно, сопряженными плоскостями или плоскостями передачи изображения. По этой причине телескопы Кеплера, используемые в усилительных системах, называются также оптическими ретрансляторами. Как правило, используемые в усилительных системах ретрансляторы осуществляют также расширение пучка на последовательно расположенных усилительных каскадах, а также-пространственную фильтрацию излучения (см. гл. 6). [c.157]

Расширение лазерного пучка. Диаметр сечения светового пучка, излучаемого лазером, составляет малую величину (узкий пучок). Поэтому, чтобы осветить фотографические пластинки площадью в несколько десятков или сотен квадратных сантиметров, необходимо расширить лазерный пучок. Расширение пучка можно осуществить, применяя системы зеркал или линз (рис. 6.2.3). [c.390]

Одним из наиболее важных следствий электростатических сил пространственного заряда является расширение пучков высоких интенсивностей, если не приложены специальные усилия для поддержания поперечного сечения пучка в заданных пределах. Исследуем эту проблему в параксиальном приближении. [c.605]

Ленточное [И], эллиптическое [395] и полое [396, 397] расширение. пучков также было проанализировано. Проблема расширения пучков в присутствии внешних полей будет обсуждаться в разд. 12,1.4. [c.609]

Оптимальное значение радиуса пучка можно оценить на основании следующих соображений. Нелинейность среды (если не принимать во внимание дифракцию) уменьшает радиус пучка от а до о на протяжении длины / .ф. Вместе с тем, в отсутствие са.мофокуси-ровки дифракционное расширение пучка на длине примерно равно радиусу первой зоны Френеля ]/Я/сф/Ло- Поэтому, если [c.823]

Любая Э. п. не только формирует пучок необходимой формы, но и ускоряет электроны пучка до необходимой энергии электрич. полем между анодом и катодом. Магн. поле, не изменяющее энергию электронов пучка, используется для дополнит, формирования (фокусировки) пучка. Поскольку сформированный пушкой электронный пучок на выходе из анодного отверстия за счёт кулоновского расталкивания неограниченно расширяется, получение протяжённого пучка ограниченного сечения возможно лишь при компенсации расталкивающего действия пространств. заряда внеш. электрич. или магн. полями. Ограничить расширение пучка можно с помощью продольного магн. поля (однородного или уменьшающегося в направлении катода) или последовательностью электронных линз (электростатических или магнитных), расположенных вдоль пучка. В Э. п., формирующих пучки с параллельными траекториями, используется продольное однородное магн. поле, силовые линии к-рого совпадают с траекториями, а вблизи катода и с электрич. силовыми линиями, что обеспечивает существование протяжённого устойчивого пучка. В Э. п. с компрессией ограничивающее магн. поле уменьшается в прикатодной области, что обеспечивает примерное совпадение электрич. и магн. силовых линий. Такие пушки с частично экранированным катодом позволяют формировать высокопервеансные пучки. [c.552]

В интенсивных пучках действие собств. пространств, заряда существенно влияет на характеристики Э. п. Во-первых, интенсивный Э, п. в пространстве, свободном от внеш. электрич. и магн. полей, за счёт кулоновского расталкивания неограниченно расширяется во-вторых, за счёт отрицат, электрич. заряда электронов пучка происходит падение потенциала в пучке. Если с помощью внеш. электрич. или магн. полей ограничить расширение интенсивного пучка, то при достаточно большом токе потенциал внутри пучка может понизиться до нуля, пучок оборвётся . Поэтому для интенсивных пучков существует понятие предельного (максимального) первеанса. Практически при ограничении расширения пучка внеш. полями удаётся сформировать протяжённые устойчивые интенсивные пучки с Р%5-10 мкА/В . [c.581]

До сих пор мы пренебрегали нерезонансными потерями энергии в активной среде. В реальных условиях они всегда существуют. Во-первых, размеры пучка всегда ограничены, а следовательно, пучок расширяется в поперечном направлении (относительно направления распространения) из-за дифракции и выходит (теряется) за пределы системы, ограниченной размерами активной среды Угло-вое расширение пучка с поперечным размером 2ш составляет 0d X/2w. На длине L радиус пучка увеличится на 0dL. Все лучи, попавшие в кольцо с этой толщиной и диаметром 2ш, будут уходить (теряться) из активной среды, поперечные размеры которой также 2ш. Относительная величина этих потерь составит X/w и будет максимальна в ИК-диапазоне спектра. При характерных для лазерной техники ш 1 см и Л = 1...10 мкм эти потери составят (0,1...1) 10 см т. е. на длине 1 м из-за дифракции будет теряться 1...10% излучения. Во-вторых, как правило, в усилителях присутствуют оптические элементы (окна, зеркала), на которых также теряется часть падающего на них излучения со I. Эти потери зависят от материалов, качества их обработки и обычно составляют >0,1...1% на каждом оптическом элементе. Наконец, реальная активная среда не является идеально однородной и поэтому пучок света может претерпевать на них рассеяние (рефракцию), также приводящее в конечном счете к потерям. Не вдаваясь в конкретный механизм потерь, будем характеризовать их в дальнейшем общим коэффициентом нерезонансных потерь Ро[см" ] (потери, пересчитанные на единицу длины). [c.36]

Расположением патрубков входа питательной воды и выхода перегретого пара можно изменять длину участков корпуса ПГ с разной температурой, добиваясь минимального различия термических расширений пучка труб и корпуса. Таким образом решается проблема компенсации температурных напряжений прямотрубной системы. [c.209]

При расширении пучка излучения используется знак плвс, а при сужении - знак минус. [c.142]

В принципе, для уменьшения 7Vнужно либо сокращать сечение, либо увеличивать длину резонатора. Значительное уменьшение активного сечения путем диафрагмирования резонатора, конечно, должно привести к соответствующему падению выходной мощности и поэтому не может быть отнесено к разумным приемам селекции. Некоторое продвижение в этом направлении все же возможно. Так, если применить выходное зеркало с сечением, немножко уступающим сечению активного элемента, последний благодаря дифракционному расширению пучка все же будет це шком заполняться излучением. Остается только использовать в качестве полезного сигнала кроме излучения, проходящего сквозь полупрозрачное выходное зеркало, также и излучение, выходящее из генератора через узкую кольцевую зону вокруг зеркала. Таким образом, можно несколько уменьшить 7V,практически не поступившись выходной мощностью. [c.221]

Аналогичные возможности угравления излучением лазеров с модулируемой добротностью имеются, очевидно, и при использовании неустойчивых резонаторов. Из-за наличия механизма, обеспечивающего быстрое расширение пучка, здесь можно ограничиться введением совсем не- [c.232]

Голографический портрет наблюдается обычным способом с помощью расширенных пучков от Не — Ne- или аргонового лазера или отфильтрованным светом дуговой лампы. Отражательные голограммы освещаются от источника иекогерентного света. Восстановленные с голограммы изображения обычно фотографируются [c.677]

Снимаемая сцена, включающая поворотный стол с объектами и неподвижный задний план (фото 1), освещалась расходящимся пучком, содержащим зеленое и красное излучения лазеров, совмещенные с помощью призмы. Соотношение уровней мощности лазерных источников выбиралось на основе визуальной оценки правильности цветопередачи объектов и максимально возможной точности передачи белого цвета. Мощность излучения криптонового лазера составляла 800 мВт, аргонового 1,2 Вт. Для расширения пучка, ос-вещаЕощего общий план сцены, была применена система из отри- [c.163]

Ускорение пучка осуществляется системой многоэлектронных линз. Потери ионов, обусловленные существованием объемного электрического заряда, создают дополнительные проблемы и при конструировании систем формирования ионных пучков высокой интенсивности. Чаще всего в таких установках применяют двух- и трехэлектродные линзы для создания одно- и двухзазорного ускорения [125]. В сильноточных установках ионного легирования широко используют магнитные квадрупольные линзы, способные компенсировать расширение пучка под действием пространственного заряда. Для обработки больших площадей необходимо либо расфокусировать пучок, либо обеспечить его сканирование. Расфокусировка приводит к неоднородности потока, и на практике чаще используют сканирование пучка. Разработаны различные системы сканирования электростатическое, электромагнитное, механическое сканирование, комбинированные системы. Если к монохроматичности пучка не предъявляется жестких требований, то эффективное сканирование в электромагнитном поле можно обеспечить, модулируя по энергии вытягиваемый из источника пучок ионов [109]. В связи с упоминавшимся пространственным зарядом в сильноточных установках для сканирования часто применяют механические системы пучок ионов неподвижен или сканирует лишь в одной плоскости, а равномерность облучения обеспечивается перемещением обрабатываемой детали. [c.87]

При ограниченных размерах нелинейной среды и поперечного сечения светового пучка накачки наиболее интересен случай рассеяния назад,- когда усиливаемые упругая и световая волны распространяются навстречу и каждая из них обеспечивает положительную обратную связь для процесса параметрического усиления другой. Если когерентный падающий пучок пространственно неоднороден, т. е. его интенсивность не постоянна по поперечному сечению, то при ВРМБ происходит интереснейшее явление обращения волнового фронта, не имеющее аналога в классической оптике. Схема эксперимента по его наблюдению приведена на рис. 10.6. Волновой фронт интенсивного лазерного пучка, имеющего высокую направленность, существенно искажается поставленной на его пути фазовой пластинкой Я со случайными неоднородностями. Расходимость пучка возрастает при этом в десятки раз. Затем линза Л с большой апертурой, достаточной для того, чтобы перехватить весь расширенный пучок, направляет свет в кювету К, заполненную сероуглеродом или метаном при высоком давлении. Небольшая часть лазерного пучка отражается плоскопараллельной пластинкой, и его угловое распределение в дальней зоне регистрируется измерительной системой С1. Аналогичная система С2 регистрирует рассеянный назад свет, также прошедший через линзу Л и фазовую матовую пластинку Я. [c.500]

Предположение о постоянстве плотности пространственного заряда приемлемо для относительно низких первеансов. Для Р=1,92 микропервеанса ослабление потенциала внутри пучка меньше 3%. Но диаметр первоначально коллимированного электронного пучка с таким первеансом удваивается после прохождения пучком расстояния всего лишь в 4,5 раза больше, чем его первоначальный диаметр. Следовательно, расширение пучка — эффект, который нельзя игнорировать даже при сравнительно малых интенсивностях, когда ослабление потенциала пренебрежимо мало. (Первоначально коллимированный пучок с первеансом 10 А/В / удвоит диаметр после прохождения расстояния, в 63 раза большего его начального диа1метра.) Это важное наблюдение, так как оно предполагает, что в более сложных случаях, когда пучок движется во внешнем электростатическом поле (см., например, периодическую электростатическую фокусировку в разд. 12.1.4.2), обычно можно считать, что внешний фокусирующий потенциал не зависит от пространственного заряда, т. е. он удовлетворяет уравнению Лапласа. Пространственный заряд учитывается только как сила, действующая на частицы, но его прямым влиянием на потенциал обычно пренебрегают. [c.606]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...