Экспериментальные методы поляризационной спектроскопии.

План лекции

I.Основные требования предъявляемые к измерительным поляризационным схемам .

II. Экспериментальные методы прямого измерения степени поляризации.

III. Методика определения параметров Стокса с помощью Фурье-поляриметра.

I. Основные требования предъявляемые к измерительным поляризационным схемам .

Одним из методов исследования поляризации излучения, испускаемого атомным ансамблем, является поляриметрия. Сложный поляризационный состав, а так же неустойчивое состояние самого плазменного объекта затрудняют проведение измерений и предъявляют высокие требования к технике поляриметрических измерений. Поляризационная спектроскопия основана на решении некорректных задач, при котором малым ошибкам непосредственно измеряемых величин могут соответствовать большие ошибки в определении параметров плазмы. Это обстоятельство требует высокой точности измерений, которая может быть достигнута применением установок, автоматизированных на базе ЭВМ. Основные требования, предъявляемые к измерительной аппаратуре для исследования поляризационных эффектов, сформулированы в работах /7,8/, среди которых следует выделить следующие:

- отсутствие движущихся частей,высокое быстродействие и точность измерений;

- минимально возможные потери света;

- возможности совмещения со спектральными приборами высокого разрешения.

III. Экспериментальные методы прямого измерения степени поляризации.

В настоящее время в арсенале плазменных исследований имеется большое количество схем поляриметров, которые можно разделить на три основные группы.

К первой группе можно отнести неполные поляриметры, основанные на сравнении интенсивности пучков света с определенным образом выбранными ортогональными и линейными поляризациями.

Степень поляризации определяется по формуле:

, (50)

где I_II^к и I_^^к – калибровочные измерения интенсивности излучения.

В случае I_II^к = I_^^к и полного отсутствия поляризующей способности тракта наблюдений формула (50) переходит в формулу

(51)

Формулу (3.15) можно использовать при сильной анизотропии плазменного объекта и относительно малого числа измеряемых величин. Поляризационные измерения основаны на двух методах регистрации: метод одновременного измерения величин I_II и I_^ и метод последовательного измерения интенсивности с ортогональными поляризациями.

В первом случае схема позволяет разделить световой поток на два пучка с помощью поляризаторов, призм, при котором излучение, зарегистрированное двумя фотоприемниками поступает в разностную схему в виде электрического сигнала.

Во втором случае используется поворачиваемый анализатор. Второй метод регистрации используется при исследовании объектов, позволяющих получать повторяемость от сигнала к сигналу (например, в случае стационарной плазмы).

Основным недостатком обоих методов является различное пропускание спектрального прибора пригодного лишь для измерения больших значений степени поляризации излучения.

В дальнейших работах использовалась схема поляриметра, в которой использовались счетные схемы с переключением каналов для регистрации пучков света с перпендикулярными поляризациями.

К другой группе методов измерений можно отнести методы косвенного измерения поляризации излучения. Сюда следует отнести прежде всего оптико-магнитный метод исследования поляризационных характеристик, идея которого основана на изучении зависимости поляризации излучения от величины напряженности слабого магнитного поля . Магнитное поле, приложенное к участку разряда, изменяет электрические свойства объекта, разрушая поперечные компоненты выстраивания состояния частиц, в результате чего появляется зависимость поляризации излучения от величины напряженности этого магнитного поля, представляющей собой известный в атомной физике эффект Ханле.

Данный метод, подробно описанный в трудах кафедры общей физики Санкт-Петербургского университета, обладает рядом достоинств: возможностью измерять зависимости степени поляризации излучения от внешнего варьируемого параметра, использование его для исследования объектов со слабой анизотропией внутренних процессов, что невозможно проделать другими методами, метод позволяет восстановить характер анизотропии кинетических процессов и их особенности. К недостаткам данного метода следует отнести невозможность определения всех четырех параметров Стокса.

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 433; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 9 10 11 12 13 141516 17 18 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!