Содержание к диссертации
Введение
1. Свойства и применение пространственно-развитых электроди намических систем на основе двухзеркальных открытых резонаторов
2. Собственные колебания в двухзеркальных открытых резонаторах с геометрией, близкой к плоской 50
3. Расчет характеристик двухзеркальных открытых резонаторов, перестраиваемых вблизи концентрической геометрии 75
4. Экспериментальное исследование свойств двухзеркальных открытых резонаторов с дифракционным выходом 107
5. Исследование влияния центральных отверстий в отражателях и сверхразмерного волновода вблизи отражателей на свойства двухзеркальных резонаторов 149
Выводы по главе 5 181
Заключение 183
Приложение 188
Список литературы 193
- Свойства и применение пространственно-развитых электроди намических систем на основе двухзеркальных открытых резонаторов
- Собственные колебания в двухзеркальных открытых резонаторах с геометрией, близкой к плоской
- Расчет характеристик двухзеркальных открытых резонаторов, перестраиваемых вблизи концентрической геометрии
- Экспериментальное исследование свойств двухзеркальных открытых резонаторов с дифракционным выходом
Введение к работе
В настоящее время продолжается интенсивное освоение области спектра электромагнитных волн, расположенной между видимым и сантиметровым диапазонами. Быстро совершенствуются источники излучения, среди которых лидируют "чисто электронные" приборы, основанные на индуцированном излучении электромагнитных волн электронными потоками в резонансных системах. При этом используются достижения и методы оптики, квантовой радиофизики и радиофизики сверхвысоких частот.
Неизбежность применения пространственно-развитых резонансных систем в источниках колебаний указанных диапазонов обуславливает интерес исследователей к открытым резонаторам (ОР), селективные свойства которых определяются дифракционными эффектами на краях отражателей /1-4/. Точное и математически строгое решение задачи дифракции волн в открытых резонансных системах удается получить далеко не всегда. В связи с этим важное значение приобретают приближенные методы расчета /1,5,6/. Применение таких методов позволяет в значительной мере облегчить синтез ОР с заданными характеристиками, что особенно важно при практическом использовании перспективных способов генерирования и усиления электромагнитных волн.
Эффект излучения волн электронами, пролетающими над периодическими структурами, используется в генераторах дифракционного излучения (ГДЙ), в которых с помощью двухзеркальных ОР обеспечивается когерентность колебаний /7/. Электронные пучки, движущиеся, в отличие от ГДИ, по криволинейным траекториям, спонтанно излучают даже в отсутствие электродинамических систем. Все более широкое применение находит синхротронное излучение релятивистских электронов в однородном магнитном поле /8/. В том случае, когда поток электронов, вращающихся в магнитном поле, распространяется внутри резонансной системы, наблюдается явление вынужденного излучения, используемое в мазерах на циклотронном резонансе (МЦР) /9,10/. Несомненный интерес представляют также два родственных физических процесса - вынужденное тормозное излучение электронов в периодических статических полях и вынужденное рассеяние волн на электронах /11,12/.
Применение открытых резонаторов в качестве электродинамических систем взаимодействия требует правильного выбора как конфигурации резонатора, так и способа его связи с нагрузкой. В двух-зеркальных ОР типа интерферометра Фабри-Перо дифракционная селекция собственных типов колебаний осуществляется по двум из трех индексов, характеризующих эти колебания, что обеспечивает высокие селективные свойства указанных резонаторов. Для сохранения селективной способности ОР при осуществлении связи с нагрузкой или линией передачи перспективно использование потерь на излучение за краями отражателей (дифракционный выход). Величина потерь определяется как геометрией отражателей, так и дифракцией излучения на их краях. Такой способ связи позволяет снизить дис-сипативные потери (цилиндрический резонатор гиротрона, созданного А.В.Гапоновым с сотр.), обеспечить высокую направленность излучения в устройствах квантовой электроники (работы Ю.А.Ананьева и др.), осуществить дифракционную селекцию типов колебаний вблизи границы устойчивости оптического резонатора (экспериментальные работы А.Л.Микаэляна и др.). До настоящего времени систематическое исследование свойств двухзеркальных открытых резонаторов с дифракционным выходом не проводилось, мало исследованы возможности регулирования характеристик ОР при изменении длины волны излучения. Создание источников колебаний с высокоэнергетичными электронными потоками ограниченного поперечного сечения определяет актуальность исследования комбинированных резонансных систем, образованных двухзеркальным ОР и сверхразмерным волноводом.
Цель работы заключалась в теоретическом и экспериментальном исследовании свойств двухзеркальных ОР, близких к границе устойчивости, а также резонансных систем, образованных двухзеркальным ОР и сверхразмерным волноводом.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения.
В первой главе проводится обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных исследованию свойств и применению пространственно-развитых резонансных систем в источниках колебаний, особое внимание уделяется анализу свойств резонансных систем на основе двухзеркальных ОР.
Вторая глава посвящена исследованию собственных колебаний в двухзеркальных ОР с круглыми отражателями одинаковой апертуры и отражателями в виде бесконечных полос равной ширины в случае, когда кривизна отражателей изменяется вблизи плоской геометрии. Оцениваются пределы применимости результатов расчета.
В третьей главе рассмотрены вопросы расчета характеристик открытых резонаторов, перестраиваемых вблизи концентрической конфигурации. Исследуются два способа перестройки - изменение расстояния между отражателями и изменение размеров одного из отражателей. На основе результатов, полученных для квазиплоского ОР, выводятся соотношения, описывающие свойства трех низших типов колебаний. Излагается методика выбора геометрических параметров ОР на основании заданных требований к дифракционному выходу.
В четвертой главе приводятся результаты исследования макетов резонаторов с дифракционным выходом, полученные на экспериментальной установке в восьмимиллиметровом диапазоне длин волн.
Измерения выполнены с применением распределенной связи с линией возбуждения и нагрузкой. Результаты измерений сравниваются с расчетами.
Пятая глава посвящена исследованию влияния центральных отверстий в отражателях и сверхразмерного волновода вблизи отражателей на свойства исследуемых резонаторов. Описывается методика и приводятся результаты измерений, которые сравниваются с расчетами. На основе полученных результатов предлагаются рекомендации по применению ОР с дифракционным выходом в приборах высокочастотной электроники.
В заключении приведены основные результаты работы.
В приложении дается обоснование и описывается методика юстировки двухзеркальных резонаторов с геометрией, близкой к концентрической.
Сформулируем основные положения и результаты, выносимые на защиту:
1. Рассмотрены вопросы формирования собственных колебаний в двумерных и трехмерных двухзеркальных ОР с конфигурацией отражателей, близкой к границе устойчивости. Получены соотношения, позволяющие определить все характеристики низших поперечных типов колебаний.
2. Теоретически показано, что при определенной конфигурации отражателей изменение длины резонатора, близкого к концентрическому, позволяет эффективно регулировать величину потерь на связь, либо поддерживать постоянной заданную величину связи при изменении частоты излучения в широких пределах (порядка октавы), при сохранении режима работы на одном поперечном типе колебаний.
3. Получены теоретические и экспериментальные результаты исследования предложенных макетов резонансной системы электронного генератора, образованных вогнутым и выпуклым отражателями. Пока зано, что для ОР, близкого к концентрическому, предпочтительной является перестройка в область неустойчивой геометрии, что обеспечивает эффективное регулирование характеристик ОР и реализацию одностороннего вывода излучения.
4. Экспериментально определены области минимального влияния центральных отверстий и внешнего сверхразмерного волновода на свойства ОР с дифракционным выходом.
5. Получены результаты экспериментального исследования макетов резонансной системы лазера на свободных электронах субмм диапазона. Определены условия, при которых реализуются минимальные потери на конце волновода.
6. Разработана методика синтеза геометрических параметров двухзеркальных ОР с заданными характеристиками дифракционного выхода.
Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзной конференции и Всесоюзном семинаре, на конференции молодых ученых МФТИ, на Ломоносовских чтениях в МГУ им. М.В.Ломоносова и опубликованы в девяти научных работах /158, 159, 162, 163, 165-167, 169, 170/.
Свойства и применение пространственно-развитых электроди намических систем на основе двухзеркальных открытых резонаторов
Необходимость и актуальность освоения диапазонов коротких мм и субмм волн связана с широкими перспективами их использования в различных областях науки и техники.В физике источники излучения указанных диапазонов определяют прогресс в радиоспектроскопии, атмосферной радиометрии,радиоастрономии,диагностике плазмы. Среди технических применений - неразрушающий контроль и измерение параметров диэлектриков,навигационные и радиолокационные системы с более высоким разрешением,чем традиционные СВЧ-систе-мы,и менее чувствительные к загрязнению атмосферы,чем оптические. Ведутся исследования по предионизации и дополнительному нагреву электронов в токамаках мощным мм излучением,частота которого близка к циклотронной частоте электронов в тороидальном магнитном поле / 13,14 /.К существенным преимуществам данного способа нагрева относятся / 15,16 /: локализация поглощения в тонком резонансном слое,рост поглощения с увеличением температуры электронов,линейный механизм затухания и небольшие размеры антенны.Для крупномасштабных установок термоядерного синтеза необходимы источники излучения на частотах 120-200 Ггц /14/, обеспечивающие уровень средней мощности 50-100 Мвт,что пока существенно превышает возможности реально действующих устройств. Выход на такие уровни мощности и частоты является актуальной задачей высокочастотной электроники.
Успехи,достигнутые на пути решения этих задач,основаны на использовании достижений радиофизики более длинных волн,электродинамики, релятивистской физики и квантовой оптики.Так,с созданием квантовых устройств оптического и инфракрасного диапазонов связано первое применение резонансных систем открытого типа /15,16/. Уже первые работы, посвященные исследованию свойств таких резонаторов, показали, что они могут применяться в диапазонах длин волн, по крайней мере, от оптического до миллиметрового / 17,18 /. Основным условием является выполнение квазиоптического приближения, справедливого при изучении явлений дифракции и распространения волн в случаях, когда длина волны мала по сравнению с характерными размерами исследуемых объектов.
В настоящем обзоре на основе данных, приведенных в источниках / I-I57 / обсуждаются вопросы, связанные с применением пространственно-развитых электродинамических систем в генераторах и усилителях мм и субмм диапазонов, особое внимание уделяется резонансным системам на основе двухзеркальных ОР. Подробно рассмотрены ОР с небольшим числом Френеля ( порядка единицы ), характерные для мм и субмм диапазонов. Сравнение различных методов расчета проводится с целью описания свойств перестраиваемых резонаторов с дифракционным выходом. Рассматриваются методы расчета резонаторов с центральными отверстиями. Анализируются возможности применения известных экспериментальных методов исследования квазиоптических резонансных систем в случае распределенного вывода мощности за краями отражателей и при сравнительно высоких потерях на связь с нагрузкой.
До недавнего времени наибольшие мощности когерентного излучения электроника могла дать на относительно длинных ( начиная с сантиметровых ) и на относительно коротких ( десятки микрон и короче ) волнах. Уменьшение длины волны в классических электронных приборах сопряжено с серьезными трудностями. Размеры рабочего пространства этих электронных приборов пропорциональны длине волны, поэтому неизбежная при укорочении волны миниатюризация катодных узлов,резонансных и волноведущих систем ведет к все более жесткому ограничению излучаемой мощности из-за трудностей обеспечения электропрочности и отвода тепла от мелкомасштабных элементов,к уменьшению области перестройки и кпд,увеличению нестабильности по амплитуде и частоте.В настоящее времн из широко распространенных высокочастотных приборов для генерации коротких мм и субмм волн применяются лишь клистроны и лампы обратной волны / 2,19 /. В приборах квантовой электроники,действие которых основано на использовании переходов между энергетическими уровнями молекул,снижение эффективности действия с ростом длины волны связано со сближением рабочих энергетических уровней и уменьшением квантов излучения / 2 /.Основным достоинством молекулярных генераторов является их высокая стабильность.
Значительные успехи достигнуты в последние годы на пути создания " чисто электронных " приборов,в том числе устройств,основанных на использовании эффекта индуцированного циклотронного излучения.При квантовом описании испускание электронами большого числа квантов происходит благодаря слабо неэквидистантному энергетическому спектру электронов,вращающихся в внешнем магнитном поле.С позиций классической теории причиной группировки электронов является релятивистский эффект зависимости гирочастоты от энергии электронов / 9 /.Квадратичный характер группировки позволяет использовать в МЦР ( мазер на циклотронном резонансе ) открытые пространственно-развитые электродинамические системы с быстрыми электромагнитными волнами / 20,21 /.В первых экспериментальных работах использовались полые резонаторы и волноводы / 22 /.
Собственные колебания в двухзеркальных открытых резонаторах с геометрией, близкой к плоской
Расчет характеристик собственных колебаний в ОР с отражателями конечных размеров и произвольной кривизной является сложной задачей теории дифракции.В случае резонатора,близкого к плоскому, целесообразно провести приближенный расчет собственных колебаний на основе теории возмущений с использованием системы собственных функций ОР с плоскими отражателями.На первом этапе рассчитаем свойства резонаторов с симметрично искривленными круглыми отражателями одинакового размера.Далее оценим область применимости теории возмущений в принятом приближении и рассмотрим случай несимметрично искривленных круглых зеркал,а также ОР с зеркалами в виде бесконечных полос равной ширины.
Собственные колебания в двухзеркальных открытых резонаторах описываются интегральным уравнением Фредгольма второго рода,получаемым в скалярной задаче дифракции при использовании квазиоптического приближения.Расчет ОР с круглыми зеркалами и геометрией, незначительно отличающейся от плоской ( пределы будут определены ниже ), проведем на основе метода матриц рассеяния (пп 1.2.3) Точность этого метода возрастает при увеличении радиационных потерь, что делает его весьма привлекательным при расчете резонаторов с дифракционным выходом и с числом Френеля порядка единицы. Результат получим в виде поправок к собственным значениям плоского резонатора.При числах Френеля порядка одной или нескольких единиц величину собственных значений плоского резонатора целесообразно определить из тлеющихся численных расчетов (например /17,70/).
Устойчивое распределение поля в ОР с круглыми зеркалами описывается согласно /17/ функцией вида (1.3),радиальная часть которой является собственной фуніщией интегрального уравнения (1.4). Ядро уравнения (1.4) отличается от случая симметричного резонатора с круглыми плоскими отражателями наличием возмущающей функции &хp[l7\ (l-Q)(Z:2+Z2)/AL] соответствующей симметричному искривлению зеркал (квадратичная фазовая коррекция ).Параметр Q определяет знак показателя в экспоненциальном множителе уравнения (1.4) и соответствует "устойчивой" ( g I) либо "неустойчивой" ( g I) геометрии.
Поскольку собственные функции (2.3) ортогональны с точностью по-рядка величины I/С »то при вычислении величин АпЕ ограничился такой же точностью. Для расчета величины (2.7) воспользуемся результатами работ /69, 70/ и формулами (I.I8) и (1.19).На рис.2.1 и 2.2 приведены зависимости от числа Френеля потерь на проход и дополнительного фазового сдвига низших типов колебаний,необходюлые для расчета величин Г и дФ .Согласно оценкам,величина (2.7) слабо меняется в зависимости от по сравнению с (А 0] .Ограничиваясь на этом основании учетом только первого члена в ряде,входящем в (2.1), представим поправку,пропорциональную (l - g) ,в виде -ичиг-.Множитель "2" введен для удобства дальнейших расчетов.
Для второго симметричного типа колебаний выражение для А и получается из (2,5) в результате замены \)0[ - - \ .Необходшлые для расчета квадратичной поправки коэффициенты Ag получаются из (2.6) посредством такой же замены.Согласно (2.2) А 10 = Aoi »а для А ,г и А,3, справедливы оценки(Аг)ДА 1D)= 1,23,(А?зу(Аг) = 0,151.
После разложения функций Бесселя с точностью до величины 1/С получим из (2.12) -и в результате последующих преобразований определяем величину потерь на проход и дополнительный фазовый сдвиг о) / г-(о)\ г$\гт\ Формулы (2.8) - (2.11),(2.13),(2.14) позволяют рассчитывать характеристики симметричных ОР с круглыми отражателями в зависимости от параметра конфигурации О .С увеличением числа Френеля величины 8-иФ изменяются с изменением Q вблизи 0=1 все более резко,что,как будет показано в дальнейшем,ведет к сужению пределов применимости полученных результатов. Собственные функции интегрального уравнения (1.4),описывающего симметричный ОР с круглыми зеркалами, пред ставим при Q ,.,-близком к единице,в следующем виде /93/ фтл(г) = Ог) + 1иГе ЧСеto , 2Л5 где YmnW" собственные функции симметричного резонатора с круглыми плоскими зеркалами.В первом приближении для у (?) используем выражение (2.3),хотя при N ,близком к единице, функции ф (т.) имеют вид,отличный от (2.3),как это и отмечено в /I/. ГЛ. Коэффициенты Ung разложения (2.15) представим аналогично тому, как это сделано в /93/ 2Апг То ГЖ" npu nil и fit б ітіп - JmE (2.16) 1 hpn П={ -где flmrx - собственные значения,вычисленные в приближении,линейном по (I - Q ).Согласно пп 2.I.I в (2.16) входит разность линейных поправок для модуля и фазы собственных значений,которая, как и сами поправки,много меньше величины каждого собственного значения.
Расчет характеристик двухзеркальных открытых резонаторов, перестраиваемых вблизи концентрической геометрии
На основе метода матриц рассеяния проведен анализ собственных колебаний в двухзеркальном открытом резонаторе с одинаковой апер турой зеркал,близких к плоским.Рассмотрены отражатели круглой и цилиндрической формы.Для двух низших симметричных и низшего анти симметричного типа колебаний получены соотношения в виде разложе ния по величине (I- Or ) для амплитудно-фазового распределения на отражателях,потерь и дополнительного к геометрическому фазового сдвига за проход.В сочетании с известными данными для симметричного плоского резонатора полученные соотношения позволяют рассчитывать характеристики ОР,близких к плоскому,в зависимости от величины числа Френеля и параметров конфигурации.
Рассчитаны характеристики ОР при симметричном (Q, = (gа ) и несимметричном ( Q\ Qг. ) искривлении зеркал.Показано,что в полусимметричном ОР потери и дополнительный фазовый сдвиг изменяются при изменении Q в два раза медленнее,чем в симметричном ОР. При увеличении параметра конфигурации от ft = I относительная амплитуда поля низшего типа колебаний на краях отражателей возрастает при одновременном формировании минимума в центральной части распределения поля. Сравнение с результатами известных численных расчетов позволило установить область применимости полученных соотношений на плоскости ( N , 9 )«При числах Френеля 0,5 N iz 2 данный метод обеспечивает достаточную на практике точность расчета при Q I вплоть до геометрии,при которой голеет место вырождение по потерям низших симметричных типов колебаний ( равенство единице эквивалентного числа Френеля ).Граница применимости результатов при 9 I расположена ближе к О = І в связи с резким уменьшением величины потерь припереходе к устойчивой геометрии.
Полученные результаты позволяют рассчитывать резонансные системы, близкие к симметричному плоскому ОР,и являются основой для расчета более сложных 0Р,в частности таких,геометрия которых бли зка к концентрической.
Концентрический резонатор по сравнению с плоским имеет более широкие возможности для регулирования характеристику частности, при перестройке по длине.При расчете характеристик ОР,перестраиваемого вблизи концентрической геометрии,используем результаты, полученные в п.2.3 для случая зеркал с одинаковой апертурой,но с различными радиусами кривизны.В результате анализа свойств резонаторов , обладающих несимметричными потерями на излучение,определим условия преимущественного вывода излучения за краями одного из отражателей.
Условие эквивалентности резонаторов в дифракционном приближении состоит в равенстве их обобщенных параметров (І.31).Концентрический резонатор (рис.3.I) при условии пропорциональности размеров зеркал радиусам кривизны а-і/а-г. = R,/R; (з.і) сводится к симметричному плоскому,то есть,в нашем рассмотрении, к невозмущенной геометрии.Выделим два способа перестройки или "возмущения"концентрического резонатора.К первому относится перестройка по длине при выполнении условия (3.1).Второй способ перестройки - изменение апертуры одного из зеркал при L = R-» + I\TL На практике при использовании несимметричного вывода энергии и перестройке по длине оба способа могут присутствовать одновременно. Примем за правило,что индекс "2" относится к меньшему зеркалу.Параметры Q, и аг совпадают с используемыми в пп.1.2.5 наряду с безразмерными параметрами RD,ND , \. (1.35). Введем параметр ClD ,связанный с размерами апертур зеркал, (3.3) учтено,что в первом квадранте диаграммы устойчивости (рис.3.la ) RD О.Для применения результатов,полученных ниже, к резонаторам из третьего квадранта диаграммы устойчивости (рис. 3.16 ) необходимо произвести замену О-о""- Параметр &0 при фиксированном размере зеркала "2" показывает, насколько сильно отличается радиус апертуры зеркала "I" от значения, соответствующего условию (3.1).Физический смысл параметра NQ заключается в том,что при і = (Х0 = I он равен числу Френеля ОР с плоскими зеркалами радиуса Q. .Количественной мерой возмущения резонатора является отличие от единицы величин л. и Q 0 ,что на практике реализуется посредством перестройки по длине и диафрагмирования зеркал.
Экспериментальное исследование свойств двухзеркальных открытых резонаторов с дифракционным выходом
Установка,блок-схема и общий вид которой представлены на рис. 4.1 и 4.2 соответственно,состоит из следующих основных узлов: система возбуждения 1-4, исследуемый резонатор с зеркалами 6 и 7, измерительная часть 5,8-11,17, рамка с зондом 12, система перемещения выходного зеркала,зонда,приемной апертуры,а также система регистрации величины смещений 13-16 /165/. Возбуждение резонатора осуществлялось измерительным клистронным генератором Г4-І04/ Г4-І05 восьмимиллиметрового диапазона. Сигнал от генератора распространялся по волноведущему тракту,часть которого была выполнена в виде диэлектрического волновода, и подводился к рупору 4 с апертурой 20 20 мм.Резонатор возбуждался через центральную область диаметром 30 мм на металлическом покрытии зеркала 6,которая делалась частично прозрачной посредством нанесения щелей с периодом меньше Л .Величина связи через полученную решетку подбиралась экспериментально посредством варьирования периода решетки и ширины щелей.
Система относительного перемещения зеркал резонатора выполнена на базе микроскопа М 10, конструкция которого позволяет изменять расстояние между зеркалами с точностью I мкм на длине 2,5 мм и с точностью 5 мкм на длине 40 їж.В последнем случае использовался индикатор перемещения ИЧ-І. Изменение расстояния между зеркалами в более широких пределах осуществлялось посредством смеще-ния одного из зеркал по направляющей на 30-40 мм с соответствующей юстировкой зеркал.
Выходная мощность регистрировалась приемной апертурой,размещавшейся в центральном максимуме в области дальнего поля.При этом не требовалось специального согласования приемника и резонатора, поскольку изменение сигнала из-за рассогласования не превышало нескольких процентов.Приемный тракт образован рупором 5 (рис.4.I) с апертурой 60 40 мм ( в случае записи спектра ),соединенным с аттенюатором 8,и заканчивается приемной головкой 9 с полупроводниковым детектором Д-404. Рупор 5 установлен на координатном столике,что обеспечивает его подстройку по любой оси. При амплитудной модуляции входного сигнала сигнал с детектора подается на вход усилителя В8-6.При дискретном изменении длины резонатора величина сигнала считывается со шкалы усилителя.В режиме записи спектра, когда длина резонатора изменяется плавно,сигнал детектируется низкочастотным II с постоянной времени 0,1 с и подается на Y -вход самописца ГЩС-02І.
При измерениях распределения поля в выходном пучке рупор 5 заменяется на апертуру в виде входного сечения прямоугольного вол новода 3,6X1,8 мм или 7,2x3,4 мм.Приемник закрепляется в рамке специальной конструкции,что позволяет перемещать его вдоль вертикальной, поперечной и продольной осей. Максимальное удаление приемника от выходного зеркала резонатора достигает 1500 мм,удаление от оси резонатора - 200 мм, что позволяет регистрировать центральный и первый боковой максимумы распределения поля даже при максимальном удалении.Бее элементы волноведущего тракта закреплены на общем рельсе,что упрощает монтаж и работу с установкой.
Перемещение пробного тела осуществляется независимо от остальных узлов установки (рис.4.2) по оси X на 120 мм, а по оси Z на 80 мм (рис.4.1).Уровень поперечного перемещения пробного тела может устанавливаться любым в пределах поперечного сечения резонатора. Развертка по оси X самописца 17 (рис.4.I) задается сигналом с одного из потенциометрических датчиков,регистрирующих линейные перемещения отдельных элементов установки.Датчик 16 связан с поперечным горизонтальным перемещением приемной апертуры.Датчик 15 регистрирует перемещение зеркала 7 по оси z. при десятикратном увеличении.Датчик 14 регистрирует поперечное перемещение зонда в реальном масштабе и продольное перемещение - при увеличении в несколько раз.
Универсальность установки позволяет при замене самописца 17 и детектора II осциллографом проводить измерения в режиме частотной модуляции.Конструкция установки позволяет проводить измерения с зеркалами различной кривизны и размеров апертур.Обеспечиваемая точность измерений позволяет сравнить результаты экспериментального исследования с теоретическими расчетами.
Конструкция экспериментального образца резонатора представлена на рис.4.3. Изготовление зеркал включало в себя обработку с оптической точностью подложек из кварца "КИ" и нанесение сплошного покрытия из серебра или алюминия методом катодного распыления. Такой способ изготовления зеркал обусловлен необходимостью изменять в ходе исследования отражательную способность зеркал в их центральной части.Большое зеркало в специальной сменной оправке I жестко связано с юстировочным кольцом 2,положение которого относительно опоры 3 может изменяться с помощью котировочных винтов. Поглотитель 4 предотвращает утечку мощности через цилиндрическую поверхность подложки.Выходное зеркало меньшего размера крепится в пазе стойки 5,изготовленной из органического стекла, края зеркала остаются свободными.После предварительной установки точная подстройка выходного зеркала вместе со стойкой производится микрометрическими винтами 6. Волновод 7,изготовленный из дюралюминия, выполнен съемным.Один конец волновода опирается на края большого зеркала,другой фиксируется опорным кольцом 8,внутренний диаметр которого значительно больше наружного диаметра волновода,что позволяет плавной подстройкой добиться соосности волновода и резонатора.
