Резонаторные методы

Методы и техника измерений электрических параметров сред в СВЧ диапазоне радиоволн достаточно хорошо описаны в ряде работ. Максимальной точностью измерений обладают резонаторные методы. Из волноводных методов практическую применимость имеет способ измерения постоянной распространения в измерительной линии, заполненной образцом, так как он позволяет не только измерить электрические параметры, но и оценить степень неоднородности среды в выбранном направлении. Для оценки параметров плоскослоистых изделий (брусьев) больших габаритов без какой бы то ни было доработки целесообразно использовать простой метод измерения смещения наклонно падающего пучка. [c.228]

ИЗМЕРЕНИЕ МАЛЫХ УСИЛЕНИЙ В ЛАЗЕРАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ РЕЗОНАТОРНЫМ МЕТОДОМ АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ [c.248]

Фиг. 5.6. Схема экспериментальной установки для измерения малых усилений резонаторным методом абсорбционной спектроскопии.

Радиоволновые методы в зависимости от способа ввода и приема СВЧ-сигнала подразделяют на волноводные, резонаторные и свободного пространства. Однако наибольшее распространение в практике неразрушающего контроля получили методы свободного пространства. Это обусловлено тем, что волноводные и резонаторные методы связаны с необходимостью помещения контролируемого изделия или образца внутрь волновода. Размеры внутренней полости волновода или резонаторов, особенно на малых длинах волн, существенно ограничивают номенклатуру изделий, контролируемых данными методами. [c.17]

Резонаторные методы измерения применяются в дециметровом и сантиметровом диапазонах и иногда в длинноволновой части миллиметрового диапазона. Как правило, в дециметровом диапазоне используются коаксиальные резонаторы, имеющие в этом диапазоне приемлемые габариты и добротность, а на более коротких волнах - объемные резонаторы (цилиндрические или прямоугольные). В резонаторах осуществляется более сильное взаимодействие между электромагнитным полем и исследуемым веществом, чем в волноводах, что позволяет повысить чувствительность аппаратуры и измерять [c.71]

Как известно, теория резонаторных методов основана на решении уравнений электромагнитного поля для применяемого типа резонатора с учетом влияния на это поле и параметры резонатора диэлектрического образца, устанавливаемого в определенном месте резонатора. При малых размерах образца определяется его влияние непосредственно на параметры резонатора (резонансную частоту и добротность) в предположении, что поле резонатора не деформируется (метод малых возмущений). В этом случае, как правило, применяются не пере страиваемые резонаторы. Если же объем вносимого образца соизмерим с объемом полости резонатора, то девиация добротности резонатора и его резонансной частоты оказываются значительными, и тогда резонатор следует выполнять перестраиваемым. Измеряемые параметры резонатора являются исходными для расчета параметров материала [6, 7, 8]. [c.71]

Рассмотрим метод расчета допусков на геометрические параметры резонаторной системы магнетрона, исходя из его основного эксплуатационного показателя — длины волны электромагнитных колебаний к. [c.376]

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ШУМА В РЕЗОНАТОРНЫХ (РЕГЕНЕРАТИВНЫХ) ЛАЗЕРНЫХ УСИЛИТЕЛЯХ [c.480]

Метод измерения шумовых характеристик резонаторного лазерного усилителя в основном тот же самый, что и изложенный в 4, но нужно принять меры, необходимые для предотвращения самовозбуждения усилителя. Чтобы достичь большого стабильного усиления в резонаторном лазерном усилителе, необходима чрезвычайно жесткая конструкция резонатора и хорошо стабилизированный источник питания. Упростив выражение (9.42), можно выявить основную особенность резонаторного усилителя. Положим Ri = R2 = R и пренебрежем периодическим фазовым множителем. Тогда [c.481]

По данным, приведенным в таблице, построены зависимости расходимости излучения от увеличения М для числа проходов п = 1, 2 и 3 (рис. 4.7), что соответствует трем резонаторным пучкам (3, 4 и 5 на рис. 4.6). Значения расходимости, измеренные методом фокального пятна, практически совпадают с расчетными данными. Из хода кривых следует, что для формирования пучка дифракционного качества требуется как минимум два двойных прохода при М 60. При М = 100 расходимости пучков (см. таблицу) различаются в три раза, при М = = 200 — в два раза, при М = 300 — в 1,5 раза. Поэтому измерение мощности малорасходящихся пучков методом диафрагмирования неэффективно, к тому же имеют место колебания их пятен в плоскости фокусировки. Единственный способ, позволяющий оценить мощности этих пучков, заключается в расчетах площади пучков по распределению их интенсивности в плоскости фокусировки излучения, т. е. в дальней зоне (см. рис. 4.6, б при М 60). Определяется площадь распределения интенсивности для каждого отдельного пучка (S s и 54) и общая площадь ( з + 4) и рассчитывается мощность излучения в пучках согласно следующим выражениям [c.120]

Подлинную революцию в молекулярной спектроскопии совершили оптические квантовые генераторы когерентного излучения — лазеры, впервые созданные в 1960 г. В результате существенно расширились возможности техники спектроскопии (были разработаны разного типа высокоинтенсивные когерентные монохроматические источники света в широком диапазоне длин волн, работающие в импульсном и непрерывном режиме, лазеры, перестраиваемые по длинам волн, и т. д.) качественно изменились многие методики классической спектроскопии (спонтанное комбинационное рассеяние света, флуоресценция, резонансное комбинационное рассеяние света, спектры возбуждения и т. д.) и, самое главное, были созданы принципиально новые методы исследования вещества (обращенное комбинационное рассеяние, когерентное активное комбинационное рассеяние света, внутри-резонаторное поглощение и т. д.). Сейчас еще трудно предсказать все возможности дальнейшего развития лазеров. Ясно одно, что чувствительность, разрешающая способность, временное разрешение и т, д, изменились всего за полтора десятилетия настолько, что многое, казавшееся ранее фантастичным, как, например, регистрация одиночных атомов в газовой фазе, уже реализовано. У лазерной спектроскопии молекул многое впереди. Одной из сдерживающих причин практической реализации ее идей является сложность их внедрения в серийное производство. [c.10]

К теории оптических резонаторов примыкает раздел оптика когерентных резонаторных пучков, изучающая преобразование этих пучков внешними пассивными оптическими системами. Своеобразие пространственного распределения амплитуды и необходимость учета фазовых соотношений создают определенную специфику вопроса. Методы расчета оптических систем, разработанные классической некогерентной прикладной оптикой, в общем случае оказываются неприемлемыми для резонаторных пучков. [c.4]

Кроме рассмотренного метода ЭКР, существуют и другие приближенные приемы аналитической оценки характеристик резонатора произвольной конфигурации. Ряд работ основан на использовании теории возмущений. Резонатор произвольной конфигурации рассматривается как возмущенная конфокальная или плоская система. Характеристики типа колебаний произвольного резонатора получают в виде разложения по модам конфокального или плоского резонатора соответственно. Область конфигураций, для которых подобная методика обеспечивает допустимую точность, естественно ограничена районами (/-плоскости, непосредственно окружающими точки gl=g2=0 и 1= 2=1. Мы здесь не рассматриваем применение методов теории возмущений, полагая, что приближение ЭКР обеспечивает решение большинства задач резонаторной техники, которые ставит практика. [c.85]

Рассмотренные выше исходные допущения метода позволяют упростить резонаторную задачу нахождения собственных распределений поля. Свойства резонатора в рамках данного приближения определяются его геометрооптической структурой — взаимным расположением и оптической силой составляющих резонатор элементов. [c.119]

Первый способ нашел приложение при расчетах линейной резонаторной полости. Можно выбрать какую-то фиксированную систему прямоугольных координат, ось 1 которой параллельна оси резонатора, представить все частные операторы в этой системе, используя соотношение (7.12), и затем перемножить их. При этом изменение направления распространения волны в резонаторе влечет за собой переориентацию векторных характеристик волны относительно выбранной фиксированной системы координат. Поэтому в рамках этого метода не нужно учитывать оператор зеркального отражения и зеркальное изменение ориентации собственных осей линейных элементов при обратном ходе волны. Оператор, описывающий действие полярного циклического элемента, оказывается одинаковым для прямого и обратного хода волны, а оператор одного и того же неполярного циклического элемента имеет различный вид в зависимости от направления распространения волны. [c.150]

Резюме. В этом разделе мы вывели основное кинетическое уравнение для матрицы плотности рп резонаторного поля, управляемого пучком резонансных двухуровневых атомов, которые описываются матрицей плотности рат- Были использованы два метода [c.579]

Свойства слоистых полупроводниковых структур контролируют им-педансным (приборы СВП-ЗМ и СВП-5) и резонаторным методами (прибор ИРПП-1). [c.250]

Диапазон частот, используемых для интерферомет-рич. измерений, ограничен, с одной стороны, условием распространения волн (в> й а с другой — мин. измеряемым сдвигом фаз. При плотностях плазмы <10 смиспользуют СВЧ-диапазон. В этом диапазоне суш ествует неск. иптерферометрич. схем локация в свободном пространстве, волноводный, резонаторный методы (по изменению сдвига резонансной частоты). [c.608]

Поскольку для измерения усиления методом максимальных потерь нужен лишь один лазер и такой метод проще других им пользуются чанхе всего. Трудно применить метод максимальных потерь в лазерах с малым усилением, так как нет ослабителей с малыми потерями. Можно применить импульсный ва-эиант резонаторного метода спектроскопии, если возможно удобным образом разделить разрядную трубку на участки, так чтобы возбуждать ее отдельными частями. Этот метод будет изложен в следующем разделе. [c.245]

Резонаторный метод за счет локализации поля в полости резонатора обладает достаточно высокой чувствительностью, а также создается возможность измерения влагосодержапия образцов малой массы. Однако, по существу метод не является неразрущающнм, так как требует изготовления образца строгой формы и размера, который помещается в полость объемного резонатора (ОР), не позволяет контролировать влажность изделий больших размеров. Необходимость в настройке нри изменении геометрических размеров ОР или волновода, вызванных изменением температуры окружающей среды, сложность процесса, а в некоторых случаях и невозможность непрерывных измерений влажности, применение поляризационных фильтров вырождения колебаний снижают добротность основного тина колебания и усложняют конструкцию первичного измерительного преобразователя (ПИП). [c.19]

Реализация метода по фазовому набегу через исследуемый объем электромагнитной (ЭМ) волны в волноводе позволяет получить высокую точность в узком диапазоне влажности (0,01 % в пределах 2 % изменения влажности) или контролировать влажность Ж< 0,1 % [82]. Определение ослабления (до 50 дБ) позволяет получить широкий диапазон измерения (от 0,1 до 100 %) либо обеспечить высокую чувствительность (1 г/т) в диапазоне Ж= 0,001...0,01 % содержания воды, например, в трансформаторном масле [81]. В резонаторном методе [1] выходными величинами первичного измерительного преобразования (ПИП) служат вызванные введением исследуемого материала изменения параметров объемного резонатора (ОР) резопапспой частоты А/=/-/о и добротности AQ = О - Оо (/о Оо - значения собственных (ненагруженных) параметров резонатора). За счет локализации поля в полости резонатора метод обладает высокой чувствительностью, а также создается возможность измерения влагосодержапия образцов малой массы. [c.73]

При контроле резонаторным или волноводным методом исследуемый материал вводят в полость волновода или резонатора, т. е. в этом случае размеры образца ограничены и по существу сам прибор не обеспечивает бесконтактностн измерения. В то же время благодаря локализации волн в полости повышается чувствительность влагомера и создается возмож- [c.256]

Разработаны методы расчета допусков для резонаторных систем магнетронов, исходя из обеспечения заданной длины волны электромагнитных колебаний [25], на параметры фокусирующих и замедляющих систем, исходя из качества фокусировки электронного потока, на пролетные клистроны [26] и другие элементы электронных приборов. Разработаны также системы допусков на диаметры коаксиальных линий передач электромагнитной энергии, исходя из допусков на волновое сопротивление, определяющее к. п. д. линии [27], на детали и узлы приемноусилительных ламп и др. Несмотря на это, методы расчета допусков, обеспечивающих функциональную взаимозаменяемость электроцепей, электротехнических и радиоэлектронных элементов и изделий, еще недостаточно систематизированы и проверены. Этим объясняется сравнительно высокий удельный вес трудоемкости регулировочных работ в общей трудоемкости изготовления приборов. Поэтому разработка и внедрение методов расчета и обеспечения функциональной взаимозаменяемости в приборостроении является первоочередной задачей. Опыт показывает, что внедрение функциональной взаимозаменяемости, например, электронных приборов дает значительный эффект. Так, долговечность сложных пролетных клистронов может быть увеличена до 30% путем соответствующего расчета и соблюдения допусков на функциональные параметры, определяющие их долговечность температуру катода, сопротивление подогревателя и др. [c.375]

Существуют методы расчета точности резонаторнЕ ьх систем магнетронов. Эти методы основаны на обеспечении заданной длины волны электромагнитных колебаний фокусирующих и замедляющих систем, исходя из качества фокусировки электронного потока пролетных клистронов и других элементов электронных приборов. Разработаны также системы допусков на диаметры коаксиальных линий передач электромагнитной энергии, в зависимости от допусков на волновое сопротивление, определяющего к. п. д. линии, на детали и узлы приемно-усилительных ламп и др. [83]. Имеются также работы по функциональной взаимозаменяемости некоторых типов электрических машин и приборов. Несмотря на это, методы расчета допусков для обеспечения функциональной взаимозаменяемости электрических и электронных элементов, блоков и изделий еще недостаточно систематизированы и проверены . Это объясняется большим объемом трудоемкости регулировочных работ в общей трудоемкости изготовления приборов. [c.19]

Появление лазеров повлекло за собой как постановку ряда новых задач оптики, так и развитие старых оптических вопросов. В частности, исследование лазерных резонаторов потребовало распространения на эту область геометро-оптических методов, обладаюш их простотой и наглядностью. Однако применение геометрической оптики к лазерным резонаторам требует суш ественного изменения постановки задачи. Действительно, в долазерных задачах (расчет объективов, расчет прохождения радиоволн через неоднородные среды и др.) всегда задается некоторая исходная волновая поверхность, как правило сферическая, и требуется определить волновую поверхность, по-лучаюш,уюся из исходной после ее прохождения через ту или иную оптическую систему. В резонаторных (лазерных) задачах геометрической оптики постановка задачи иная — требуется отыскать такую волновую поверхность, которая воспроизводится после прохождения оптической системы, образуюш ей резонатор. Легко понять, что лазерные задачи сложнее прежних — прежние входят в лазерную задачу как составная часть и притом простейшая. Даже суш,ествование са-мовоспроизводяш ихся волновых поверхностей проблематично, и, как показывает исследование, они действительно суш ествуют пе всегда. Вместе с тем для всех практически применяемых резонаторов такие волновые поверхности могут быть найдены, и это определяет большую значимость геометрического метода для исследований лазерных резонаторов. [c.256]

Другой метод сводится к использованию скалярной теории дифракции Кирхгофа [1, И, 24, 25]. Обычно линейные размеры резонатора (расстояние между зеркалами, радиусы кривизны отражающих поверхностей, поперечные размеры) на много порядков превышают длину волны излучения. Кроме того, продольные размеры резонатора существенно больше поперечных, так что волновой вектор излучения ориентирован близко к оси резонатора. В этой ситуации рационально использовать приближение скалярной теории дифракции Кирхгофа. Такой подход, позволяющий наиболее наглядно исследовать характеристики резонаторных систем, используется в основном в данной главе. Адекватность использования методов скалярной теории дифракции, с одной стороны, и асимптотического (при N 1) исследования волнового уравнения, с другой стороны, для однородного заполнения резонатора показана в [40]. В данной главе, как и в предыдущей, резонатор полагается. составленным из безаберрационных, съюстированных зеркал. [c.42]

Для того чтобы приближенно определить дифракционные потери резонатора в рамках метода ЭКР, следует взять апертуру эквивалентного конфокального ререзонатора пропорционально размеру пятен в соответствующих сечениях резонаторного пучка а 1а=т 51 Ч0в. Это дает следующее выражение для апертуры эквивалентного конфокального резонатора [c.82]

Для компактного описания геометрооптических свойств сложной резонаторной системы используется различный формализм. Один из методов описания геометрооптических свойств произвольной резонаторной системы разработан С. Коллинзом [52]. Этот наиболее по-ледовательный и общий метод связан с введением специального эйконала оптической структуры (рис. 5.1). Коэффициенты разложения второго порядка введенного эйконала однозначно определяют свойства резонатора в рамках рассматриваемого приближения. [c.119]

Другой метод развит в работах X. Когельника 20]. Он основан на понятии лучевой матрицы, элементы которой определяют характеристики резонаторного пучка. Этот метод чрезвычайно удобен для расчета пространственных характеристик пучка при наличии сложных оптических элементов не только внутри, но и вне резонатора. Следует отметить, что матричные методы в оптике в настоящее время находят широкое применение [104]. [c.120]

Расчет дифракционных потерь в сложной резонаторной полости — нетривиальная волновая задача, выходящая за рамки рассмотренного приближения Когельника — Коллинза. Возможный путь ее решения в общем случае должен основываться, видимо, на рассмотрении уравнений типа (5.3) с привлечением ЭВМ. В некоторых простых случаях, когда резонансная полость обладает сильной симметрией, оказывается возможным свести задачу к рассмотрению двухзеркального резонатора и воспользоваться методами, изложенными в гл. 3. Именно такие резонаторы имеют наибольшее прикладное значение. [c.131]

Совместные измерения для перепутанных систем обсуждались в разделе 16.1. Мы, в частности, интересовались совместными изме-зениями для внутренних состояний атома и состояний резонаторного поля. Говоря об атомной оптике, надо включить в рассмотрение и движение центра инерции. Учёт этой степени свободы осуществляется прямым обобщением методов, разработанных в разделе 16.1. Надо вычислить вероятность [c.621]

При конфоле резонаторным или волноводным методом исследуемый материал вводят в полость волновода или резонатора, т.е. в этом случае размеры образца офаничены и сам прибор не обеспечивает бесконтактности определения. В то же время благодаря локализации волн повышается чувствительность влагомера и создается возможность измерения характеристик материала при малых значениях влагосодержания и массы образца. [c.449]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...