Васильев А., Михайлин В. Введение в спектроскопию диэлектриков

Подождите немного. Документ загружается.

ïðåâûøàåò èíòåíñèâíîñòü äðóãèõ èñòî÷íèêîâ ðåíòãåíîâñêîãî èçëó÷å-

íèÿ.

2) ÑÈ ÿâëÿåòñÿ åäèíñòâåííûì ìîùíûì èñòî÷íèêîì èçëó÷åíèÿ,

êîòîðûé èìååò íåïðåðûâíûé ñïåêòð â îáëàñòÿõ ÂÓÔ è ÓÌÐ.

3) ÑÈ ÿâëÿåòñÿ åäèíñòâåííûì èíòåíñèâíûì èñòî÷íèêîì èçëó÷å-

íèÿ â ÂÓÔ è ÓÌÐ äèàïàçîíàõ, êîòîðûé èìååò õîðîøî ïðåäñêàçûâà-

åìóþ è âûñîêóþ ñòåïåíü ïîëÿðèçàöèè. Ïðè ýòîì ìîæíî ïîëó÷àòü êàê

ëèíåéíóþ ïîëÿðèçàöèþ (â ïëîñêîñòè îðáèòû), òàê è ïðàâóþ è ëåâóþ

êðóãîâóþ ïîëÿðèçàöèþ.

4) Ñïåêòðàëüíîå è óãëîâîå ðàñïðåäåëåíèå èçëó÷åíèÿ ýëåêòðîíà

ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàíî ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ.

5) Ïîñêîëüêó ÑÈ ñôîêóñèðîâàíî âíóòðè ìàëîãî óãëà, ëåæàùåãî

â ïëîñêîñòè îðáèòû, åãî èíòåíñèâíîñòü ïàäàåò îáðàòíî ïðîïîðöèîíà-

ëüíî ïåðâîé ñòåïåíè ðàññòîÿíèÿ (åñëè ñîáèðàòü âñå èçëó÷åíèå â âåð-

òèêàëüíîé ïëîñêîñòè), à íå ñîãëàñíî òðàäèöèîííîìó çàêîíó îáðàò-

íîé ïðîïîðöèîíàëüíîñòè êâàäðàòó ðàññòîÿíèÿ. Áëàãîäàðÿ ýòîé îñî-

áåííîñòè ÑÈ, ýêñïåðèìåíòû ìîãóò ïðîâîäèòüñÿ äîñòàòî÷íî äàëåêî îò

èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ, ãäå ðàäèàöèîííûé ôîí óæå äîñòàòî÷íî ñëàá.

6) ×ðåçâû÷àéíî èíòåðåñíû âðåìåííûå õàðàêòåðèñòèêè ÑÈ. Èñ-

òî÷íèêè ÑÈ ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ óëüòðàêîðîòêèõ

èíòåíñèâíûõ èìïóëüñîâ ñâåòà äëèòåëüíîñòüþ 100 ïñ ñ ÷àñòîòîé ïî-

ðÿäêà íåñêîëüêèõ ìåãàãåðö, ñ âûñîêîé ñòåïåíüþ ñòàáèëüíîñòè àìïëè-

òóäû è ïîâòîðÿåìîñòè ôîðìû.

7) Ïîñêîëüêó ñàì èñòî÷íèê èçëó÷åíèÿ äâèæåòñÿ ñî ñêîðîñòüþ,

áëèçêîé ê ñêîðîñòè ñâåòà, ìîæíî ñêîíñòðóèðîâàòü ñïåöèàëüíûå

óñòðîéñòâà, çíà÷èòåëüíî ïîâûøàþùèå èíòåíñèâíîñòü èçëó÷åíèÿ, ñî-

áèðàåìîãî â òî÷êå («ìàãè÷åñêèå çåðêàëà», êîòîðûå áûëè ïðåäëîæå-

íû â ðàáîòå Ëîïåç-Äåëüãàäî è Çâàðöà, 1976). Ýòà îñîáåííîñòü îñî-

áåííî âàæíà ïðè ïðèìåíåíèè ÑÈ â íåëèíåéíîé îïòèêå.

8) Âûñîêèé âàêóóì èñòî÷íèêà, íàïðèìåð, â êàìåðå ñèíõðîòðîíà

èëè íàêîïèòåëüíîãî êîëüöà (

9−

Òîð), ÿâëÿåòñÿ ñóùåñòâåííûì ïðå-

èìóùåñòâîì ïåðåä ÷àñòî èñïîëüçóåìûìè èñòî÷íèêàìè, â êîòîðûõ ýô-

ôåêòèâíîå äàâëåíèå ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà 100 Òîð (ãàçîðàçðÿäíûå èñ-

òî÷íèêè). Â ÷àñòíîñòè, â óñòàíîâêàõ äëÿ èññëåäîâàíèÿ ïîâåðõíîñòè

ìîæåò áûòü äîñòèãíóò òåì ñàìûì ñâåðõâûñîêèé âàêóóì.

402 Ãëàâà 5. Òåõíèêà îïòè÷åñêèõ èçìåðåíèé â ÂÓÔ-îáëàñòè ñïåêòðà

§ 34 Ñïåêòðîñêîïèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì

ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ

34.1 Êàíàëû ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ

Óíèêàëüíûå ñâîéñòâà ÑÈ íå ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû áåç ðàçðà-

áîòêè ñïåöèàëüíûõ óñòàíîâîê äëÿ ñèíõðîòðîíîâ è íàêîïèòåëüíûõ

êîëåö. Ìû íå áóäåì îáñóæäàòü êîíñòðóêöèþ ñîáñòâåííî èñòî÷íèêîâ

ÑÈ, ïîñêîëüêó îíè ïîäðîáíî îïèñàíû â ó÷åáíèêàõ ïî óñêîðèòåëÿì.

Ðàññìîòðèì êàíàëû ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ è èõ óñòðîéñòâî.

Îáùèì òðåáîâàíèåì êî âñåì êàíàëàì íà ñèíõðîòðîíàõ è íàêîïèòåëü-

íûõ êîëüöàõ ÿâëÿåòñÿ òðåáîâàíèå çàùèòû âàêóóìà â êàìåðå èñòî÷íè-

êà ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ. Êàíàëû ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà íåâàêóóì-

íûå è âàêóóìíûå, â çàâèñèìîñòè îò îáëàñòè ñïåêòðà, íà êîòîðóþ îíè

ðàññ÷èòàíû (ïåðâûå ïðèìåíÿþòñÿ â ðåíòãåíîâñêîé îáëàñòè ñïåêòðà,

à âòîðûå — â îáëàñòè âàêóóìíîãî óëüòðàôèîëåòà èëè óëüòðàìÿãêîãî

ðåíòãåíà). Ðåíòãåíîâñêîå èçëó÷åíèå â äèàïàçîíå äëèí âîëí êîðî÷å

0,5 íì âûâîäèòñÿ ÷åðåç âûõîäíîå îêíî èç áåðèëëèåâîé ôîëüãè (òîë-

ùèíîé 100—200 ìêì). Òàêîå èçëó÷åíèå ïðîõîäèò ÷åðåç àòìîñôåðó.

Íàìíîãî ñëîæíåå âûâîäèòü ÑÈ ÷åðåç âàêóóìíûå êàíàëû, ïîñêîëüêó

âàêóóìíàÿ êàìåðà ñîåäèíåíà ñ ýêñïåðèìåíòàëüíîé ñòàíöèåé íåïî-

ñðåäñòâåííî ÷åðåç êàíàë.

Ðàññìîòðèì òèïè÷íûé âàêóóìíûé êàíàë äëÿ ÑÈ (ðèñ. ??). Â

óñêîðèòåëÿõ âàêóóì ìîæåò äîñòèãàòü

7−

Òîð, à â íàêîïèòåëÿõ —

9−

Òîð. Êàíàë äîëæåí áûòü ïðèñîåäèíåí ê èñòî÷íèêó ÑÈ òàê, ÷òî-

áû âàêóóì â èñòî÷íèêå (óñêîðèòåëå èëè íàêîïèòåëå) íå áûë èñïîð-

÷åí. Òåì ñàìûì ïåðâàÿ ÷àñòü êàíàëà äîëæíà îòêà÷èâàòüñÿ äî âàêóóìà

â èñòî÷íèêå, òî åñòü âàêóóì äîëæåí áûòü îäèíàêîâîé ñòåïåíè. Ïðè

èñïîëüçîâàíèè äèôôåðåíöèàëüíîé îòêà÷êè âàêóóì íà âûõîäå êàíàëà

ìîæåò áûòü çíà÷èòåëüíî õóæå.

Îñíîâíûì ýëåìåíòîì êàíàëà ÿâëÿåòñÿ âàêóóìèðîâàííûé ñâåòî-

ïðîâîä, îñü êîòîðîãî íàïðàâëåíà ïî êàñàòåëüíîé ê îðáèòå ýëåêòðî-

íîâ. Êàìåðà èìååò âòîðîå îêíî, êîòîðîå èñïîëüçóåòñÿ äëÿ þñòèðîâêè

êàíàëà ñ ïîìîùüþ ëàçåðà ïðè íåðàáîòàþùåì óñêîðèòåëå (òàêîé ñïî-

ñîá þñòèðîâêè îñîáåííî âàæåí íà ñèíõðîòðîíàõ èç-çà âûñîêîãî ðàäè-

àöèîííîãî ôîíà). Ïîñëå òîãî, êàê ëàçåðíûé ëó÷ âûñòàâëÿåòñÿ ïî ïó÷-

êó ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ, òî ïðè âûêëþ÷åííîì èñòî÷íèêå ÑÈ

äëÿ þñòèðîâêè êàíàëà è ñïåêòðàëüíîé àïïàðàòóðû èñïîëüçóåòñÿ ëó÷

ëàçåðà. Âàêóóìíûé ñâåòîïðîâîä èìååò äèàôðàãìû, êîòîðûå îòñåêàþò

ÑÈ, îòðàæåííîå îò ñòåíîê êàíàëà, à òàêæå èìååò àâàðèéíûé âûñîêî-

ñêîðîñòíîé êëàïàí, êîòîðûé àâòîìàòè÷åñêè çàêðûâàåòñÿ, åñëè âàêó-

óì â êàíàëå íàðóøàåòñÿ, è îòêðûâàåòñÿ ëèøü ïîñëå òîãî, êàê äàò÷èêè

âàêóóìà â êàíàëå ðåãèñòðèðóþò âîññòàíîâëåíèå òðåáóåìîãî âàêóóìà.

Êëàïàí ðàäèàöèîííîé çàùèòû ðàñïîëîæåí â ñòåíå ðàäèàöèîí-

íîé çàùèòû â çàëå óñêîðèòåëÿ. Ýòîò êëàïàí çàùèùàåò êàíàë îò ðàäè-

àöèîííîãî ôîíà âî âðåìÿ þñòèðîâêè ýëåìåíòîâ êàíàëà. Ðàäèàöèîí-

íûé êëàïàí ñîñòîèò èç ñâèíöîâîé çàñëîíêè, êîòîðàÿ ïåðåêðûâàåò ïó-

÷îê ïðè âõîäå â êàíàë. Êàíàëû ÑÈ îáû÷íî îòêà÷èâàþòñÿ áåçìàñëÿ-

íûìè íàñîñàìè. Â ïåðâîé ÷àñòè êàíàëà, óñòàíîâëåííîãî íà íàêîïèòå-

ëüíîì êîëüöå, âàêóóì äîëæåí áûòü ëó÷øå

9−

Òîð. Äëÿ ñîåäèíåíèÿ

ôëàíöåâ îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ ñâåòîïðîâîäà èñïîëüçóþòñÿ ñïåöèàëü-

íûå óïëîòíåíèÿ. Ýòè óïëîòíåíèÿ îáû÷íî ÿâëÿþòñÿ ìåòàëëè÷åñêèìè

(àëþìèíèé, ìåäü, çîëîòî, èíäèé è ïð.) è ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ ðàáîòû

â ñâåðõâûñîêîì âàêóóìå è âûäåðæèâàþò íàãðåâ ñèñòåìû äî âûñîêîé

òåìïåðàòóðû. Äëÿ íèçêîâàêóóìíûõ óçëîâ ïðèìåíÿþòñÿ óïëîòíåíèÿ

èç ñïåöèàëüíîé ðåçèíû è òåôëîíà.

Äëÿ îòêà÷êè ñèñòåìû èñïîëüçóþòñÿ òóðáîìîëåêóëÿðíûå, ñîð-

áöèîííûå è ìàãíèòîðàçðÿäíûå íàñîñû. Íàïðèìåð, íà ñèíõðîòðîíå

«Ïàõðà» äëÿ îòêà÷êè êàíàëà èñïîëüçóþòñÿ ìàãíèòîðàçðÿäíûå íàñî-

ñû «ÍÎÐÄ-100» è «ÍÎÐÄ-250». ×èñëî íàñîñîâ è èõ ðàñïîëîæåíèå

îïðåäåëÿþòñÿ ñâîéñòâàìè êàíàëà: åãî ãåîìåòðèåé (äëèíîé, ñå÷åíèåì,

èçãèáàìè è ò. ä.), ìàòåðèàëîì, èç êîòîðîãî îí èçãîòîâëåí, íàòåêàíè-

åì â äàííîé ñåêöèè êàíàëà (íàïðèìåð, ïðè ïðîâåäåíèè ýêñïåðèìåí-

òîâ, â êîòîðûõ ÷àñòü ìàòåðèàëà èñïàðÿåòñÿ, â ñèñòåìó äîáàâëÿåòñÿ

ãàç è ïðî÷.). Åñëè ñèñòåìà äèôôåðåíöèàëüíîé îòêà÷êè ôóíêöèîíè-

ðóåò ïðàâèëüíî, ê íàêîïèòåëüíûì êîëüöàì ìîãóò ïðèñîåäèíÿòüñÿ

äàæå óñòðîéñòâà ñ ïëîõèì âàêóóìîì (íàïðèìåð, ìîíîõðîìàòîð ÐÑÌ-

500 â êàíàëå íàêîïèòåëüíîãî êîëüöà ÂÝÏÏ-2Ì). Äëèíû êàíàëîâ ìî-

ãóò èçìåíÿòüñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ. Íàïðèìåð, ÂÓÔ-êàíàë ÌÃÓ,

ïîñòðîåííûé íà ñèíõðîòðîíå ÔÈÀÍ Ñ-60 â 1968 ãîäó è ÿâëÿâøèéñÿ

ïåðâûì êàíàëîì â ÑÑÑÐ, áûë äëèíîé 4 ìåòðà, êàíàë ñèíõðîòðîíà

«Ïàõðà» èìååò äëèíó ïîðÿäêà 25 ì, à êàíàë ñèíõðîòðîíà DESY èìåë

äëèíó 40 ì. Òàêîå óäàëåííîå ðàñïîëîæåíèå ñïåêòðàëüíûõ èíñòðó-

ìåíòîâ îò èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ â ïåðâóþ î÷åðåäü ñâÿçàíî ñ íåîáõîäè-

ìîñòüþ ýêðàíèðîâàíèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè îò î÷åíü âûñî-

êîãî ðàäèàöèîííîãî ôîíà íà ñèíõðîòðîíàõ. Åñòåñòâåííî, òàêîå óäà-

ëåííîå ðàñïîëîæåíèå ñïåêòðàëüíîãî èíñòðóìåíòà îò èñòî÷íèêà ñâåòà

âîçìîæíî òîëüêî áëàãîäàðÿ îñòðîé íàïðàâëåííîñòè ÑÈ. Íà ðàññòîÿ-

íèè 40 ì âåðòèêàëüíûé ðàçìåð ïÿòíà ÑÈ ñèíõðîòðîíà DESY äîñòè-

ãàåò âñåãî 4 ñì.

Êàíàëû ÑÈ ÷àñòî èìåþò â ñâîåì ñîñòàâå ïðåðûâàòåëè ïó÷êà (ìî-

äóëÿòîðû) è äàò÷èêè-ìîíèòîðû. Ìîäóëÿòîðû íà ñèíõðîòðîíàõ

404 Ãëàâà 5. Òåõíèêà îïòè÷åñêèõ èçìåðåíèé â ÂÓÔ-îáëàñòè ñïåêòðà

èñïîëüçîâàëèñü äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ îïîðíîãî óðîâíÿ â ðåçîíàíñíûõ

óñèëèòåëÿõ. Ìîäóëÿòîðû íà íàêîïèòåëÿõ ïîçâîëÿþò èññëåäîâàòü îò-

íîñèòåëüíî ìåäëåííûå ïðîöåññû (ñî âðåìåíàìè ïîðÿäêà ìèëëèñå-

êóíä è áîëåå). Â äîïîëíåíèå ê ìåõàíè÷åñêèì ìîäóëÿòîðàì, ïðèìåíÿ-

þòñÿ îáû÷íûå îïòè÷åñêèå çàòâîðû, êîòîðûå ïî êîìàíäå ïåðåêðûâàþò

ïîòîê ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ.

Îïîðíûé ñèãíàë, ïðîïîðöèîíàëüíûé èíòåíñèâíîñòè ÑÈ, ìîæåò

áûòü ïîëó÷åí, íàïðèìåð, ââåäåíèåì â êàíàë îòðàæàòåëÿ (çåðêàëà èëè

ýêðàíà), êîòîðûé îòêëîíÿåò ÷àñòü èçëó÷åíèÿ èç ïó÷êà íà äåòåêòîð,

ñèãíàë êîòîðîãî ïî èíòåíñèâíîñòè ïðîïîðöèîíàëåí èíòåíñèâíîñòè

ÑÈ. Äàò÷èê îïîðíîãî ñèãíàëà ÷àñòî ïîìåùàåòñÿ çà âûõîäíîé ùåëüþ

ìîíîõðîìàòîðà, è ïðè ýòîì àìïëèòóäà ýòîãî ñèãíàëà îêàçûâàåòñÿ

ïðîïîðöèîíàëüíà èíòåíñèâíîñòè ìîíîõðîìàòèçèðîâàííîãî ÑÈ, ïà-

äàþùåãî íà îáðàçåö. Èíîãäà â êà÷åñòâå îïîðíîãî ñèãíàëà èñïîëüçóåò-

ñÿ ñèãíàë, ïðîïîðöèîíàëüíûé ÷èñëó ýëåêòðîíîâ íà îðáèòå. Òàêàÿ ñè-

ñòåìà èñïîëüçîâàëàñü íà ÂÓÔ-êàíàëå ñèíõðîòðîíà Ñ-60.

Âûøå ðàññìàòðèâàëèñü êàíàëû ÑÈ íà ñèíõðîòðîíàõ. Â íàñòîÿ-

ùåå âðåìÿ îñíîâíûìè èñòî÷íèêàìè ÑÈ ÿâëÿþòñÿ íàêîïèòåëüíûå êî-

ëüöà. ×àñòî èñïîëüçóåòñÿ ÑÈ ýëåêòðîí-ïîçèòðîííûõ íàêîïèòåëåé íà

âñòðå÷íûõ ïó÷êàõ. Òàêèå íàêîïèòåëüíûå êîëüöà ñîçäàâàëèñü äëÿ öå-

ëåé ôèçèêè âûñîêèõ ýíåðãèé. Ýëåêòðîííûå íàêîïèòåëè â íàñòîÿùåå

âðåìÿ ñòðîÿòñÿ ïî âñåìó ìèðó ñïåöèàëüíî êàê èñòî÷íèêè ñèíõðî-

òðîííîãî èçëó÷åíèÿ. Ïðèìåðàìè òàêîãî ðîäà èñòî÷íèêîâ ìîãóò ñëó-

æèòü íàêîïèòåëü «Tantalus-1» Âèñêîíñèíñêîãî óíèâåðñèòåòà, íàêî-

ïèòåëü INS-SOR Òîêèéñêîãî óíèâåðñèòåòà, èñòî÷íèê ÑÈ â Äàðñáåðè

(Âåëèêîáðèòàíèÿ), â Áåðëèíå è â äðóãèõ ìåñòàõ. Ñïåöèàëüíî ñêîíñò-

ðóèðîâàííûå íàêîïèòåëüíûå êîëüöà, íà êîòîðûõ îñíîâíîå âíèìàíèå

óäåëÿåòñÿ âûâîäó êàíàëîâ ÑÈ, îáåñïå÷èâàþò íàìíîãî áîëåå øèðîêèå

âîçìîæíîñòè äëÿ ïðîâåäåíèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé ñ

ÑÈ. Íà òàêèõ íàêîïèòåëüíûõ êîëüöàõ ìîæåò áûòü áîëåå äåñÿòêà êà-

íàëîâ (íàïðèìåð, íà êîëüöå BESSY â Áåðëèíå).

Õîòÿ íàêîïèòåëüíûå êîëüöà ïðåäúÿâëÿþò áîëåå ñóðîâûå òðåáî-

âàíèÿ ê âàêóóìó êàíàëîâ, îíè ÿâëÿþòñÿ íàìíîãî áîëåå óäîáíûìè èñ-

òî÷íèêàìè ÑÈ: èõ òîê íàìíîãî âûøå, ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå ïó÷êà ìå-

íüøå, à óðîâåíü ðàäèàöèîííîé îïàñíîñòè íàìíîãî íèæå. Óðîâåíü ðà-

äèàöèîííîãî ôîíà íà íàêîïèòåëüíûõ êîëüöàõ íàñòîëüêî íèçîê, ÷òî

ýêñïåðèìåíòû ìîæíî ïðîâîäèòü â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò êî-

ëüöà ïðè íàëè÷èè ëîêàëüíîé çàùèòû â ïëîñêîñòè îðáèòû. Âñëåäñò-

âèå ýòîãî êîíñòðóêöèÿ êîìïîíåíòîâ êàíàëîâ ÑÈ ìîæåò áûòü ñóùåñò-

âåííî óïðîùåíà.

Ïðèìåðîì ìîãóò ñëóæèòü êàíàëû ÑÈ íàêîïèòåëüíûõ êîëåö Èí-

ñòèòóòà ÿäåðíîé ôèçèêè ÑÎ ÐÀÍ â Íîâîñèáèðñêå. Íàêîïèòåëü

ÂÝÏÏ-3, êîòîðûé ñîçäàåò áîëåå æåñòêîå èçëó÷åíèå, èñïîëüçóåòñÿ â

îñíîâíîì â ýêñïåðèìåíòàõ â ðåíòãåíîâñêîé îáëàñòè ñïåêòðà. Íà ýòîì

íàêîïèòåëüíîì êîëüöå ñèíõðîòðîííîå èçëó÷åíèå âûâîäèòñÿ ÷åðåç

§ 34. Ñïåêòðîñêîïèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ 405

îêíî èç áåðèëëèåâîé ôîëüãè. Îêíî ñîñòîèò èç äâóõ ñëîåâ ôîëüãè,

êàæäàÿ èç êîòîðûõ èìååò òîëùèíó îò 100 äî 300 ìêì. Ïðîñòðàíñòâî

ìåæäó ýòèìè ôîëüãàìè îòêà÷àíî (ñ òåì, ÷òîáû çàùèòèòü âàêóóì êà-

ìåðû íàêîïèòåëÿ ïðè ðàçðûâå îäíîé èç ôîëüã). Òàêîé êàíàë èñïîëü-

çîâàëñÿ â ñåðèè ýêñïåðèìåíòîâ ïî ðåíòãåíîñòðóêòóðíîìó àíàëèçó â

ìîëåêóëÿðíîé áèîëîãèè. Îí òàêæå èñïîëüçîâàëñÿ è äëÿ ýêñïåðèìåí-

òàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ ÂÓÔ-ëþìèíåñöåíöèè êðèñòàëëîâ ïðè âîç-

áóæäåíèè ðåíòãåíîâñêèì èçëó÷åíèåì. Äðóãîé íàêîïèòåëü — ÂÝÏÏ-

2Ì — èìåë íåñêîëüêî êàíàëîâ ÑÈ. Ñïåêòðîñêîïè÷åñêèé êàíàë, íà

êîòîðîì ñòîÿë ðåíòãåíîâñêèé ìîíîõðîìàòîð ÐÑÌ-500, èìåë òðè ñåê-

öèè äèôôåðåíöèàëüíîé îòêà÷êè. Òàêàÿ ñõåìà ïîçâîëÿëà ïðîâîäèòü

ýêñïåðèìåíòû íà âûõîäå êàíàëà ïðè âàêóóìå ïîðÿäêà

4−

Òîð, ïîä-

äåðæèâàÿ âàêóóì íà âõîäå êàíàëà â ñîîòâåòñòâèè ñ âàêóóìîì â êàìåðå

íàêîïèòåëÿ, òî åñòü

9−

Òîð. Íà äðóãîì êàíàëå ýòîãî íàêîïèòåëüíî-

ãî êîëüöà áûë óñòàíîâëåí ìîíîõðîìàòîð íîðìàëüíîãî ïàäåíèÿ, êîòî-

ðûé èñïîëüçîâàëñÿ, â îñíîâíîì, äëÿ êàëèáðîâêè ÂÓÔ-äåòåêòîðîâ.

Êàíàëû íàêîïèòåëÿ ÂÝÏÏ-2Ì èìåëè àâàðèéíûå êëàïàíû ñî âðåìå-

íåì ñðàáàòûâàíèÿ ïîðÿäêà 0,1 ñ.

Íà íàêîïèòåëüíîì êîëüöå ÂÝÏÏ-3 óñòàíîâëåí ñâåðõïðîâîäÿ-

ùèé âèããëåð. Âèããëåð ñî ñëàáûì ìàãíèòíûì ïîëåì ÿâëÿåòñÿ âàæíûì

ýëåìåíòîì êàíàëà. Èñïîëüçîâàíèå ýòîãî óñòðîéñòâà ïîçâîëÿåò ïîëó-

÷èòü áîëåå æåñòêîå èçëó÷åíèå ïðè òîé æå ýíåðãèè ýëåêòðîíîâ â óñêî-

ðèòåëå èëè â íàêîïèòåëüíîì êîëüöå. Ïðè ïîìåùåíèè âèããëåðà â ïðÿ-

ìîëèíåéíûé ó÷àñòîê ñèíõðîòðîíà èëè íàêîïèòåëüíîãî êîëüöà èíòåí-

ñèâíîñòü èçëó÷åíèÿ ìîæåò áûòü ñóùåñòâåííî ïîâûøåíà ïî ñðàâíå-

íèþ ñ îáû÷íûì ÑÈ èç ïîâîðîòíîãî ìàãíèòà.

Èçëó÷åíèå âèããëåðà èìååò óíèêàëüíûå ïîëÿðèçàöèîííûå ñâîé-

ñòâà. Â ñïèðàëüíîì âèããëåðå èçëó÷åíèå ñ ïðàâîé êðóãîâîé ïîëÿðèçà-

öèåé ìîæåò áûòü ñìåíåíî íà ëåâóþ êðóãîâóþ ïîëÿðèçàöèþ ïåðåêëþ-

÷åíèåì òîêà â îáìîòêàõ ìàãíèòà. Òàêèå óñòðîéñòâà èìåþò è îñîáûå

ñïåêòðàëüíûå ñâîéñòâà. Â ïðèíöèïå îíè ìîãóò ãåíåðèðîâàòü ïî÷òè

ìîíîõðîìàòè÷åñêîå èçëó÷åíèå áåç èñïîëüçîâàíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ

äèñïåðãèðóþùèõ ýëåìåíòîâ, ÷òî â ýòîé îáëàñòè ñïåêòðà ðàíåå áûëî

íåâîçìîæíî.

Êàê îòìå÷àëîñü, ñðåäè ðÿäà ïðàêòè÷åñêèõ ïðèìåíåíèé ÑÈ íàè-

áîëåå èíòåðåñíûì îêàçàëîñü åãî èñïîëüçîâàíèå â ýêñïåðèìåíòàõ ïî

ñïåêòðîñêîïèè òâåðäîãî òåëà. Èññëåäîâàíèÿ ïîäîáíîãî ðîäà â íàøåé

ñòðàíå íà÷àëèñü ñ 1968 ã. ãðóïïîé ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ ÌÃÓ íà

ñèíõðîòðîíå Ñ-60 Ôèçè÷åñêîãî èíñòèòóòà ÀÍ ÑÑÑÐ [31] è ïîëó÷èëè

ðàçâèòèå â äàëüíåéøåì íà ìíîãèõ óñêîðèòåëÿõ è íàêîïèòåëÿõ ÑÑÑÐ.

Îñîáûå ñâîéñòâà èñòî÷íèêîâ ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ [32, 33]

îáóñëîâèëè ñîçäàíèå ñïåöèàëèçèðîâàííîãî îáîðóäîâàíèÿ, êîòîðîå

ñóùåñòâåííî îòëè÷àåòñÿ îò òðàäèöèîííîãî, ïðèìåíÿâøåãîñÿ ñ îáû÷-

íûìè èñòî÷íèêàìè èçëó÷åíèÿ.

406 Ãëàâà 5. Òåõíèêà îïòè÷åñêèõ èçìåðåíèé â ÂÓÔ-îáëàñòè ñïåêòðà

Äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ óñêîðèòåëÿ ýëåê-

òðîíîâ Ñ-60 ÔÈÀÍ â 1968 ã. áûë ñîçäàí îïòè÷åñêèé êàíàë äëÿ âûâå-

äåíèÿ ÑÈ ê ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêå. Íà ðèñ. 38 ïîêàçàíà ñõåìà

âàêóóìíîãî îïòè÷åñêîãî êàíàëà ñèíõðîòðîíà ÔÈÀÍ íà 680 ÌýÂ,

ïåðâîãî â ñòðàíå êàíàëà äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ÑÈ. Ïðè ïðàêòè÷åñêîì

èñïîëüçîâàíèè ÑÈ íà ñèíõðîòðîíàõ è íàêîïèòåëÿõ íåîáõîäèìî ðàñ-

ñìàòðèâàòü èñòî÷íèê èçëó÷åíèÿ, êàíàë ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè îïòè÷å-

ñêèìè ýëåìåíòàìè, ìîíîõðî-ìàòîð è ñàìó ýêñïåðèìåíòàëüíóþ óñòà-

íîâêó êàê åäèíîå öåëîå. Ó÷èòûâàÿ ýòè îáñòîÿòåëüñòâà, öåëåñîîáðàç-

íî ðàññìîòðåòü îñîáåííîñòè êîíñòðóêöèè è ðåæèì ðàáîòû êîíêðåòíî-

ãî èñòî÷íèêà ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ.

Ðèñ. 38. Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà êàíàëà ÑÈ óñêîðèòåëÿ ÔÈÀÍ íà 680

ÌýÂ (1968 ã.): 1 — îðáèòà ýëåêòðîíîâ; 2 — âåíòèëè; 3 — âàêóóìíûé

íàñîñ; 4 — ïîâîðîòíîå çåðêàëî; 5 — ôîêóñèðóþùåå çåðêàëî;6—íà-

ïðàâëåíèå ïó÷êà ÑÈ ïðè ââåäåííîì çåðêàëå 4, 7 — íàïðàâëåíèå ïó÷-

êà ÑÈ ïðè âûâåäåííûõ çåðêàëàõ4è5;8—ñ÷åò÷èê ÷èñëà ýëåêòðî-

íîâ; 9 — âàêóóìíûé ìîíîõðîìàòîð ñ äèôðàêöèîííîé ðåøåòêîé 10,

11 — êðèîñòàò ñ îáðàçöîì; 12 — ôîòîóìíîæèòåëü — ïðèåìíèê èçëó-

÷åíèÿ îò îáðàçöà; 13 — ôîòîóìíîæèòåëü — ïðèåìíèê îïîðíîãî ñèã-

íàëà

Óñêîðèòåëü Ñ-60 ÔÈÀÍ íà ýíåðãèþ 680 ÌýÂ îòíîñèòñÿ ê òèïó

«ðåéñòðåê», ò. å. èìååò îðáèòó, ÷åòûðå êâàäðàíòà êîòîðîé ðàçäåëåíû

ïðÿìîëèíåéíûìè ïðîìåæóòêàìè. Êàíàë ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ

(ñì. ðèñ. 38) âêëþ÷àåò â ñåáÿ âàêóóìíûé ñâåòîâîä, íàïðàâëåííûé ïî

êàñàòåëüíîé ê ðàâíîâåñíîé îðáèòå ýëåêòðîíîâ è ñîåäèíåííûé ñ êàìå-

ðîé óñêîðèòåëÿ ÷åðåç ïðîõîäíîé âåíòèëü, ïðåäîõðàíÿþùèé âàêóóì â

ñèñòåìå óñêîðèòåëÿ îò àâàðèéíîãî íàðóøåíèÿ âàêóóìà â êàíàëå. Çåð-

êàëî ïîçâîëÿåò ââîäèòü ëàçåðíûé ëó÷, ñîâïàäàþùèé ñ íàïðàâëåíèåì

ïó÷êà ÑÈ, äëÿ þñòèðîâêè ñïåêòðàëüíîé àïïàðàòóðû ïðè âûêëþ÷åí-

íîì óñêîðèòåëå. Êàíàë äëèíîé 5 ì èìååò ñàìîñòîÿòåëüíóþ ñèñòåìó

îòêà÷êè, îáåñïå÷èâàþùóþ âàêóóì ëó÷øå Òîð. Àïïàðàòóðà êàíàëà

îáåñïå÷èâàåò ïðîõîæäåíèå ïó÷êà ôîòîíîâ îò ñãóñòêà ýëåêòðîíîâ,

èìåþùåãî ðàçìåðû 10 ìì ïî ãîðèçîíòàëè è 3 ìì ïî âåðòèêàëè. Òàê,

ïðè ýíåðãèè ýëåêòðîíîâ 650 ÌýÂ è ÷èñëå ýëåêòðîíîâ íà îðáèòå 5-10'°

â ñïåêòðàëüíîì èíòåðâàëå 10 À â îáëàñòè äëèíû âîëíû 1000 À íà

äèôðàêöèîííóþ ðåøåòêó ïàäàåò ïîòîê ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ ^5-

10" ôîòîí-ñ-'. Óñòàíîâêà ÂÓÔ-ñïåêòðîñêîïèè áûëà ñîçäàíà íà áàçå

ìîíîõðîìàòîðà ÂÌÐ-2. Ôîêóñèðóþùåå çåðêàëî ïðåäîõðàíÿåò äèô-

ðàêöèîííóþ ðåøåòêó îò ðåíòãåíîâñêîé êîìïîíåíòû èçëó÷åíèÿ óñêî-

ðèòåëÿ è îáåñïå÷èâàåò ðàáîòó ìîíîõðîìàòîðà â ðàñ÷åòíûõ óñëîâèÿõ.

Äîñòèãíóòîå ðàçðåøåíèå ñîñòàâëÿåò ~10 À/ìì. Äèôðàêöèîííàÿ ðå-

øåòêà ìîíîõðîìàòîðà (ðàäèóñ 1 ì, 1200 øòðèõ/ìì, çîëîòîå ïîêðû-

òèå) èñïîëüçóåòñÿ â ñõåìå íîðìàëüíîãî ïàäåíèÿ è ðàáîòàåò â îáëàñòè

300-2500 À áëàãîäàðÿ çíà÷èòåëüíîé èíòåíñèâíîñòè ñèíõðîòðîííîãî

§ 34. Ñïåêòðîñêîïèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ 407

èçëó÷åíèÿ â êîðîòêîâîëíîâîé îáëàñòè. Óïðàâëåíèå ñêàíèðîâàíèåì

ïðîèñõîäèò äèñòàíöèîííî.

Çà âûõîäíîé ùåëüþ óñòàíîâëåíà ïðèñòàâêà ñ êðèîñòàòîì, ïîçâî-

ëÿþùàÿ èçìåðÿòü ñïåêòðû^ îòðàæåíèÿ è ñïåêòðû âîçáóæäåíèÿ ëþìè-

íåñöåíöèè. Â ýêñïåðèìåíòàëüíîé êàìåðå ïðåäóñìîòðåíà ñèñòåìà äå-

ëåíèÿ ïó÷êà ÑÈ äëÿ îäíîâðåìåííîãî ïîëó÷åíèÿ ñèãíàëà îò îáðàçöà è

îïîðíîãî ñèãíàëà. Òàêàÿ ñõåìà ðåãèñòðàöèè ïîçâîëÿåò ó÷åñòü íåñòà-

áèëüíîñòü èíòåíñèâíîñòè ÑÈ, âîçíèêàþùåé èç-çà íåïîñòîÿíñòâà ÷èñ-

ëà ýëåêòðîíîâ â êàæäîì öèêëå óñêîðåíèÿ. Ñâå÷åíèå â êàæäîì èç êà-

íàëîâ ôèêñèðîâà' ëîñü ôîòîóìíîæèòåëÿìè 12 è 13. Îáðàáîòêà ýêñïå-

ðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïðîèçâîäèëàñü ñ ïîìîùüþ ñòàíäàðòíîé àïïà-

ðàòóðû ñ âûâîäîì ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé íà öèôðîïå÷àòü è ýêðàí

îñöèëëîãðàôà.

Íåîáõîäèìî ñêàçàòü, ÷òî èìåííî íà ýòîì îïòè÷åñêîì êàíàëå ñèí-

õðîòðîíà Ñ-60 â 1969 ã. áûëè îñóùåñòâëåíû ïåðâûå èçìåðåíèÿ ñïåê-

òðîâ âîçáóæäåíèÿ ëþìèíåñöåíöèè ñèíõðîòðîííûì èçëó÷åíèåì â îá-

ëàñòè ýíåðãèé 5-40 ýÂ äëÿ êðèñòàëëîôîñôîðîâ íà îñíîâå ùåëî÷íî-ãà-

ëîèäíûõ ñîåäèíåíèé, ñóëüôèäîâ, ñóëüôàòîâ, âîëüôðàìàòîâ è äð.

[31].

Ýêñïåðèìåíòû ïî èñïîëüçîâàíèþ ÑÈ â ñïåêòðîñêîïèè òâåðäîãî

òåëà, íà÷àâøèåñÿ ó íàñ â ñòðàíå íà ñèíõðîòðîíå Ñ-60 ÔÈÀÍ, ïîëó-

÷èëè ñâîå ðàçâèòèå íà óñêîðèòåëå' «Ïàõðà» ÔÈÀÍ, ââåäåííîì â

ñòðîé â 1974 ã. Ó÷èòûâàÿ íàêîïèâøèéñÿ îïûò ïðîâåäåíèÿ ðàáîò ñ

ñèíõðîòðîííûì èçëó÷åíèåì, ëàáîðàòîðèÿ ÑÈ ÌÃÓ ñîâìåñòíî ñ Ôè-

çè÷åñêèì èíñòèòóòîì ÀÍ ÑÑÑÐ îñóùåñòâèëà ïðîåêò ñîçäàíèÿ îïòè-

÷åñêîãî êàíàëà äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ÑÈ â ýêñïåðèìåíòå íà óñêîðèòåëå

«Ïàõðà». Ñèíõðîòðîí «Ïàõðà» õàðàêòåðèçóåòñÿ ñëåäóþùèìè ïàðà-

ìåòðàìè: ýíåðãèÿ óñêîðåííûõ ýëåêòðîíîâ Å=\,2 ÃýÂ; ÷èñëî ýëåêòðî-

íîâ íà îðáèòå Ãî" ÷òî ñîîòâåòñòâóåò òîêó /=300 ìÀ; ðàäèóñ êðèâèçíû

òðàåêòîðèè ýëåêòðîíîâ â ìàãíèòíîì ïîëå ^==4 ì: ÷àñòîòà öèêëîâ

óñêîðåíèÿ 50 Ãö; êðèòè÷åñêàÿ äëèíà âîëíû Õñ=10 À; ýëåêòðîìàãíèò

ñèíõðîòðîíà ñîñòîèò èç ÷åòûðåõ êâàäðàíòîâ, ðàçäåëåííûõ ïðÿìîëè-

íåéíûìè ïðîìåæóòêàìè äëèíîé 1,9 ì; ðàáî÷åå äàâëåíèå â âàêóóìíîé

êàìåðå 10-" Òîð. Ñèíõðîòðîí ðàñïîëîæåí â óñêîðèòåëüíîì çàëå, îò-

äåëåííîì îò ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ïîìåùåíèé äâóõìåòðîâîé áåòîííîé

ñòåíîé, âûïîëíÿþùåé ôóíêöèè ðàäèàöèîííîé çàùèòû. Äëÿ âûâîäà

ïó÷êîâ ÑÈ â ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàëû â çàùèòíîé ñòåíå èìåþòñÿ ùå-

ëåâûå àìáðàçóðû.

Ñïåêòðàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå èíòåíñèâíîñòè ñèíõðîòðîííîãî èç-

ëó÷åíèÿ óñêîðèòåëÿ «Ïàõðà» ïðèâåäåíî íà ðèñ. 39. Ïðè ýíåðãèè 1,2

ÃýÂ ÷èñëî ôîòîíîâ, èçëó÷àåìûõ çà 1 ñ ñãóñòêîì ýëåêòðîíîâ â ïîëîñå

øèðèíîé 1 À ïðè ÷èñëå ýëåêòðîíîâ â èìïóëüñå 10", äëÿ Ê= = 100À ñî-

ñòàâëÿåò 2-10" ôî-òîí-ñ-1, à äëÿ ^==1000À-•9•10" ôîòîí •ñ-1.

408 Ãëàâà 5. Òåõíèêà îïòè÷åñêèõ èçìåðåíèé â ÂÓÔ-îáëàñòè ñïåêòðà

Äëÿ ïðîâåäåíèÿ ðàáîò ïî ñïåêòðîñêîïèè ñ ñèíõðîòðîííûì èçëó-

÷åíèåì áûë ïîñòðîåí êàíàë ÑÈ, ó÷èòûâàþùèé îñîáåííîñòè ñèíõðî-

òðîíà «Ïàõðà». Ñèíõðîòðîííîå èçëó÷åíèå âû-

Ðèñ. 39. Ñïåêòðàëüíîå ðàñïðåäåëåíèå èíòåíñèâíîñòè ñèíõðî-

òðîííîãî èçëó÷åíèÿ óñêîðèòåëÿ «Ïàõðà»' 1 - óñðåäíåííîå çà é"ðåìÿ

óñêîðåíèÿ; 2 - â íàêîïèòåëüíîì ðåæèìå. Ê - ðàäèóñ êðèâèçíû òðàåê-

òîðèè ÷àñòèö â óñêîðèòåëå

âîäèòñÿ ÷åðåç îêíî â êàìåðå óñêîðèòåëÿ äèàìåòðîì 50 ìì, íàõî-

äÿùååñÿ íà ðàññòîÿíèè 21,2 ìîò èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ. Ê îêíó ïðèñî-

åäèíåí âàêóóìèðîâàííûé ñâåòîïðîâîä äëèíîé 22 ì, îñü êîòîðîãî âû-

ñòàâëÿåòñÿ ïî êàñàòåëüíîé ê îðáèòå - ýëåêòðîíîâ. Äèôôåðåíöèàëü-

íàÿ îòêà÷êà ïîçâîëÿåò ïîäêëþ÷èòü ê ñèíõðîòðîíó ìîíîõðîìàòîð,

äàâëåíèå â êîòîðîì 10^ Òîð. Áîëüøàÿ ïðîòÿæåííîñòü êàíàëà ñâÿçàíà

ñ íåîáõîäèìîñòüþ çàùèòû ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè îò ðàäèàöè-

îííîãî ôîíà ñèíõðîòðîíà è ìîæåò áûòü îñóùåñòâëåíà áëàãîäàðÿ âû-

ñîêîé êîëëèìèðîâàííîñòè ïó÷êà ÑÈ. Ïðè ýòîì â êàíàëå óñòàíîâëåíû

ñïåöèàëüíûå äèàôðàãìû, ïîäàâëÿþùèå ðàññåÿííûé ñâåò, âîçíèêàþ-

ùèé ïðè îòðàæåíèè ÑÈ îò âíóòðåííèõ ñòåíîê. Ýòèìè äèàôðàãìàìè

îáåñïå÷èâàåòñÿ àïåðòóðà êàíàëà ~1 ìðàä. Èíòåíñèâíîñòü ñïåêòðàëü-

íîãî ïîòîêà íà ðàññòîÿíèè 22 ì â èíòåðâàëå 10 À äëÿ äëèíû âîëíû

^==100 À îöåíèâàåòñÿ âåëè÷èíîé 5-10^ ôîòîí-ñ '.

Óñòàíîâêà äëÿ ÁÓÔ-ñïåêòðîñêîïèè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîìï-

ëåêñíóþ àâòîìàòèçèðîâàííóþ ñèñòåìó òàêæå íà áàçå ìî-íîõðîìàòîðà

ÂÌÐ-2. Ñ ó÷åòîì ìàëîé óãëîâîé ðàñõîäèìîñòè ïó÷êà ÑÈ è çíà÷èòå-

ëüíîé óäàëåííîñòè óñòàíîâêè îò èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ â äàííîé ñèñ-

òåìå îñóùåñòâëåíà ôîêóñèðîâêà ïó÷êà ÑÈ íà âõîäíóþ ùåëü ïðèáîðà

ÂÌÐ-2. Ñõåìà óñòàíîâêè ïðèâåäåíà íà 'ðèñ. 40. Íåïîñðåäñòâåííî çà

âàêóóìíûì çàòâîðîì 2

Ðèñ. 40. Áëîê-ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ èçìåðåíèÿ îïòè÷åñêèõ õàðàê-

òåðèñòèê òâåðäîãî òåëà â îáëàñòè ñïåêòðà 40-200 íì; 1 - ïó÷îê ÑÈ; 2 -

âàêóóìíûé âåíòèëü; 3 - èíäèêàòîð ÑÈ; 4 - îòêëîíÿþùåå çåðêàëî; 5 -

âåíòèëü; 6 - èíäèêàòîð ÑÈ; 7 - ôîêóñèðóþùåå çåðêàëî; 8 - âàêóóìíûé

ìîíîõðîìàòîð íîðìàëüíîãî ïàäåíèÿ ÂÌÐ-2; 9 - ãåëèåâûé êðèîñòàò;

10 - ïðèåìíèê îñíîâíîãî ñèãíàëà ÔÝÓ-79; II - ïðèåìíèê îïîðíîãî

ñèãíàëà; 12 - óñòðîéñòâî ðåãèñòðàöèè è óïðàâëåíèÿ (ìèíè-ÝÂÌ); 13 -

øàãîâûé äâèãàòåëü ñ ïðèâîäîì äëÿ ïîâîðîòà ðåøåòêè; 14 - óñèëåíèå

ñèãíàëà óïðàâëåíèÿ; 15, 16 ~ âûñîêîâîëüòíîå ïèòàíèå ÔÝÓ; /7 - îá-

ðàçåö; 18 - âàêóóìíàÿ îòêà÷êà

îïòè÷åñêîãî êàíàëà ðàñïîëîæåí áëîê èíäèêàöèè ïó÷êà ÑÈ 3, ïî-

äâèæíûé ýêðàí êîòîðîãî ôèêñèðóåòñÿ â òðåõ ïîëîæåíèÿõ. Â ïåðâîì

ïîëîæåíèè ìîæíî îïðåäåëèòü ïîëîæåíèå ïó÷êà ïî ñâå÷åíèþ ôëþî-

ðåñöåíòíîãî ýêðàíà, âî âòîðîì ïîëîæåíèè ïðåäóñìîòðåí ââîä ëàçåð-

íîãî ëó÷à, ñîâïàäàþùåãî ñ íàïðàâëåíèåì ïó÷êà ÑÈ ñ îðáèòû óñêîðè-

òåëÿ, è â òðåòüåì ïîëîæåíèè ýêðàí âûâîäèòñÿ èç ïó÷êà èçëó÷åíèÿ.

Óïðàâëåíèå áëîêîì èíäèêàöèè äèñòàíöèîííîå. Çà áëîêîì

§ 34. Ñïåêòðîñêîïèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ 409

èíäèêàöèè ðàñïîëîæåí óçåë îòêëîíÿþùåãî çåðêàëà 4. Çåðêàëî óñòà-

íîâëåíî ïî ñõåìå ñêîëüçÿùåãî ïàäåíèÿ (óãîë ïàäåíèÿ à = 83°) è îñó-

ùåñòâëÿåò ôèëüòðàöèþ èçëó÷åíèÿ ñ äëèíîé âîëíû ^^òø, ãäå Õòò

óäîâëåòâîðÿåò óñëîâèþ ïîëíîãî îòðàæåíèÿ ïðè óãëå ïàäåíèÿ ö. Îò-

êëîíÿþùåå çåðêàëî, îòðåçàÿ êîðîòêîâîëíîâóþ ÷àñòü ÑÈ (îáëàñòü

ýíåðãèé,

ìåíüøèõ 10 À), çàùèùàåò ôîêóñèðóþùåå çåðêàëî è äèôðàêöè-

îííóþ ðåøåòêó îò ðàäèàöèîííûõ ïîâðåæäåíèé è ïîçâîëÿåò óâåëè-

÷èòü ðàçðåøåíèå ìîíîõðîìàòîðà. Íåïîñðåäñòâåííî ïåðåä âõîäíîé

ùåëüþ,, ìîíîõðîìàòîðà ðàñïîëîæåí áëîê ôîêóñèðóþùåãî çåðêàëà 7.

Ôîêóñèðîâêà ëó÷à ÑÈ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñôåðè÷åñêèì âîãíóòûì çåðêà-

ëîì ñ çîëîòûì ïîêðûòèåì â ìåðèäèîíàëüíîé ïëîñêîñòè íà âõîäíîé

ùåëè ìîíîõðîìàòîðà íîðìàëüíîãî ïàäåíèÿ, ðàáîòàþùåãî â ñõåìå Ðî-

óëàíäà. Ïàðàìåòðû ôîêóñèðóþùåãî çåðêàëà - ðàäèóñ êðèâèçíû3ìè

ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå 186 ìì - âûáðàíû èç ñîîáðàæåíèé îïòè÷åñêîãî

ñîïðÿæåíèÿ ïðèáîðà ñ èñòî÷íèêîì èçëó÷åíèÿ òàê, ÷òîáû èçîáðàæå-

íèå ýëåêòðîíîâ íà îðáèòå çàïîëíÿëî øèðèíó âõîäíîé ùåëè. Ýòî

îáåñïå÷èâàåò ðàáîòó ìîíîõðîìàòîðà â ðàñ÷åòíûõ óñëîâèÿõ è ïîëó÷å-

íèå ðàçðåøåíèÿ íå õóæå 5 À ïðè øèðèíå âõîäíîé è âûõîäíîé ùåëåé

0,05 ìì.

Â ìîíîõðîìàòîðå èñïîëüçóåòñÿ äèôðàêöèîííàÿ ðåøåòêà ñ çîëî-

òûì ïîêðûòèåì, èìåþùàÿ ðàäèóñ êðèâèçíû 7?==1 ì, ñ ÷èñëîì øòðè-

õîâ 600 íà 1 ìì, ýôôåêòèâíîñòü ïðè íîðìàëüíîì -ïàäåíèè îêîëî 3-

5% â ñïåêòðàëüíîì äèàïàçîíå 30-250 íì. Áåçìàñëÿíàÿ îòêà÷êà ìîíî-

õðîìàòîðà îñóùåñòâëÿåòñÿ íàñîñîì ÍÎÐÄ-250, ïîçâîëÿþùèì ïîëó-

÷àòü äàâëåíèå â ïðèáîðå 10^ Òîð.

Íà âûõîäå ìîíîõðîìàòîðà óñòàíîâëåíà ñèñòåìà äåëåíèÿ ïó÷êà,

îáåñïå÷èâàþùàÿ äâóõëó÷åâóþ ðåãèñòðàöèþ ñèãíàëà. Äâóõëó÷åâàÿ

ñõåìà èçìåðåíèé ïîçâîëÿåò ó÷åñòü íåñòàáèëüíîñòü èíòåíñèâíîñòè ÑÈ

â ðàçíûõ öèêëàõ óñêîðåíèÿ.

Èññëåäóåìûå îáðàçöû íàõîäÿòñÿ íà õëàäîïðîâîäå ãåëèåâîãî

êðèîñòàòà. Óñòðîéñòâî êðèîñòàòà ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü èçìåðåíèÿ

ñïåêòðîâ ïðîïóñêàíèÿ, îòðàæåíèÿ è ëþìèíåñöåíöèè â øèðîêîì äèà-

ïàçîíå òåìïåðàòóð 4-300 Ê, à òàêæå ïîëó÷àòü è èçìåðÿòü êðèîêðè-

ñòàëëû èíåðòíûõ ãàçîâ íåïîñðåäñòâåííî â êàìåðå êðèîñòàòà.

Ðåãèñòðàöèÿ èçëó÷åíèÿ ïðîèçâîäèòñÿ ÔÝÓ, ðàáîòàþùèìè â ðå-

æèìå ñ÷åòà ôîòîíîâ. Óñòàíîâêà îáîðóäîâàíà àâòîìàòèçèðîâàííîé

ñèñòåìîé äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ è ðåãèñòðàöèè, ñîçäàííîé íà

áàçå ÝÂÌ.

Áîëüøîå ïðåèìóùåñòâî äàåò èñïîëüçîâàíèå íàêîïèòåëåé ýëåêò-

ðîíîâ â êà÷åñòâå èñòî÷íèêîâ ñâåòà. Ñïåöèàëèçèðîâàííûé èñòî÷íèê

ÑÈ «Ñèáèðü-1" ÈÀÝ èì. È. Â. Êóð÷àòîâà äëÿ ÂÓÔ-äèàïàçîíà ñïåê-

òðà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íàêîïèòåëü ýëåêòðîíîâ è õàðàêòåðèçóåòñÿ

ñëåäóþùèìè ïàðàìåòðàìè: ýíåðãèÿ 450 ÌýÂ; êðèòè÷åñêàÿ äëèíà

410 Ãëàâà 5. Òåõíèêà îïòè÷åñêèõ èçìåðåíèé â ÂÓÔ-îáëàñòè ñïåêòðà

âîëíû ^ñ=61,3 À; òîê 100 ìÀ; äàâëåíèå 10~^-10~'° Òîð; ðàäèóñ ýëåêò-

ðîííîé îðáèòû 1 ì; âðåìÿ æèçíè ýëåêòðîííîãî ïó÷êà 5 ÷.

Íàêîïèòåëü «Ñèáèðü-1" èìååò íåñêîëüêî êàíàëîâ ÑÈ [49], èñïî-

ëüçóåìûõ äëÿ ñïåêòðîñêîïèè òâåðäîãî òåëà, â ÷àñòíîñòè äëÿ èññëåäî-

âàíèÿ ëþìèíåñöåíöèè è ôîòîýìèññèè, êàíàëû äëÿ ìåòðîëîãèè, ìèê-

ðîëèòîãðàôèè è äð. Ïîçíàêîìèìñÿ ñ îäíèì èç êàíàëîâ äëÿ ñïåêòðî-

ñêîïèè òâåðäîãî òåëà (ÌÃÓ-ÈÀÝ). Âàêóóìíàÿ êàìåðà íàêîïèòåëÿ

èìååò ýëëèïòè÷åñêîå ïîïåðå÷íîå ñå-÷åíèå è èçãîòîâëåíà èç íåðæàâå-

þùåé ñòàëè. Àïåðòóðà îêíà â ñòåíêå âàêóóìíîé êàìåðû äîñòàòî÷íà

äëÿ ïðîõîæäåíèÿ ôî-òîííîãî ïó÷êà îò ñãóñòêà ýëåêòðîíîâ ðàçìåðàìè

3õ0,2 ìì. Ê îêíó ïðèñîåäèíåí âàêóóìíûé ñâåòîïðîâîä, êîòîðûé

îáåñïå÷èâàåò (÷åðåç ñèñòåìó äèôôåðåíöèàëüíûõ îòêà÷åê) ñîåäèíå-

íèå âàêóóìíîé Íàìåðû íàêîïèòåëÿ ñ ðàáî÷èì îáúåìîì ýêñïåðèìåí-

òàëüíîé óñòàíîâêè. Âàêóóìíàÿ ñèñòåìà íàêîïèòåëÿ ýëåêòðîíîâ çàùè-

ùåíà îò àâàðèéíîãî íàðóøåíèÿ âàêóóìà â êàíàëå áûñòðîäåéñòâóþ-

ùèìè âåíòèëÿìè (Òñð^0,1 ñ). Êàíàë äëèíîé 9 ì ñîäåðæèò 5 ñåêöèé

äèôôåðåíöèàëüíîé îòêà÷êè ñ ìàãíèòîðàçðÿä-íûìè íàñîñàìè òèïà

ÍÌÄ-0,16. Àíàëîãè÷íûìè íàñîñàìè äîñòèãàåòñÿ âàêóóì 10~» Òîð â

ïðèáîðå. Â ñâåòîâîä ïîìåùåí ðàäèàöèîííûé çàòâîð. Äëÿ îïðåäåëå-

íèÿ ïîëîæåíèÿ öåíòðà ïó÷êà ôîòîíîâ â êàíàëå ïðåäóñìîòðåíà âîç-

ìîæíîñòü ââåäåíèÿ ôëþ-îðåñöåíòíîãî ýêðàíà. Äëÿ ïðîâåäåíèÿ þñòè-

ðîâêè â ñâåòîâîä ââîäèòñÿ ëàçåðíûé ëó÷, ñîâìåùàåìûé ñ íàïðàâëå-

íèåì ÑÈ. Ñïåöèàëüíûå äèàôðàãìû, ðàñïîëîæåííûå âíóòðè êàíàëà,

ïîäàâëÿþò ðàññåÿííûé ñâåò. Èç-çà íåáîëüøîãî ñå÷åíèÿ ýëåêòðîííî-

ãî^ ïó÷êà, ìàëîé óãëîâîé ðàñõîäèìîñòè è çíà÷èòåëüíîãî ðàññòîÿíèÿ

ìåæäó íèì è äèôðàêöèîííîé ðåøåòêîé ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî ñâåò ïàäà-

åò ïî÷òè ïàðàëëåëüíûì ïó÷êîì.

Èñõîäÿ èç ðåàëüíûõ ðàçìåðîâ ýëåêòðîííîãî ñãóñòêà, ÿâëÿþùå-

ãîñÿ èñòî÷íèêîì ÑÈ, è ìàëîé óãëîâîé ðàñõîäèìîñòè ÑÈ áûë ïîñòðî-

åí [49] ìîíîõðîìàòîð íîðìàëüíîãî ïàäåíèÿ, ñîáðàííûé ïî ñõåìå Âî-

äåâîðòà ñ âåðòèêàëüíûì ðàñïîëîæåíèåì ïëîñêîñòè äèñïåðñèè è ãîðè-

çîíòàëüíîé âûõîäíîé ùåëüþ. Ïðèáîð ðàáîòàåò áåç âõîäíîé ùåëè,

êîòîðàÿ, ïî ñóùåñòâó, çàìåíÿåòñÿ ýëåêòðîííûì ñãóñòêîì. Òàêîé âû-

áîð ñõåìû ìîíîõðîìàòîðà îáóñëîâëåí ñëåäóþùèìè ñâîéñòâàìè ÑÈ:

1) ôèêñèðîâàííûì ïîëîæåíèåì èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ;

2) ðàçìåðàìè èñòî÷íèêà ÑÈ: 3 ìì ïî ãîðèçîíòàëè, 0,2 ììò ïî

âåðòèêàëè, ÷òî îáåñïå÷èâàåò áîëåå âûñîêîå ðàçðåøåíèå ìîíîõðîìà-

òîðà;

3) èíòåíñèâíîñòüþ èçëó÷åíèÿ â ïëîñêîñòè îðáèòâ1, ñîñòàâëÿþ-

ùåé 7/8 îò îáùåé èíòåíñèâíîñòè èçëó÷åíèÿ è îáëàäàþùåé âûñîêîé

ëèíåéíîé ïîëÿðèçàöèåé.

Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ýêñïåðèìåíòà ïî èññëåäîâàíèþ âîçáóæ-

äåíèÿ ëþìèíåñöåíöèè ïðèâåäåíà íà ðèñ. 41. Èçëó÷åíèå íàêîïèòåëÿ

íàïðàâëÿåòñÿ íà âîãíóòóþ ñôåðè÷åñêóþ äèôðàêöèîííóþ ðåøåòêó ñ

âîëüôðàìîâûì ïîêðûòèåì (ðàäèóñ êðèâèçíû 1 ì, ÷èñëî øòðèõîâ íà

§ 34. Ñïåêòðîñêîïèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñèíõðîòðîííîãî èçëó÷åíèÿ 411