Наука

Экспериментальная установка для изучения акустических полей, генерированных в твердом теле плотным электронным пучком

Пучок электронов ускорителя 1 через коллиматор 2, являющийся одновременно монитором тока пучка, попадает на исследуемый образец 3. Образец, тыльная сторона которого отполирована, закреплен на корпусе интерферометра и является зеркалом в его измерительном плече. Взаимодействие потока электронов с исследуемым материалом приводит к неравномерному по объему нагреву образца, вследствие чего в нем генерируются волны напряжений, вызывающие деформацию. Регистрация смещения тыльной поверхности образца производится с помощью оптической системы, которая включает в себя: гелий-неоновый лазер 4, интерферометр Майкельсона 5, фотоприемник 6 и осциллограф 7. Луч лазера ЛГН-224 проходит через диафрагму 8 и отражается от поворотного зеркала 14. Далее, с помощью длиннофокусной линзы 9, он фокусируется на тыльной поверхности образца 3. Интерферометр Майкельсона с образцом помещен в экспериментальную камеру 11, в которой создается вакуум порядка 0,01 Па (1•10-4 мм рт. ст.) с помощью форвакуум-ного и цеолитового насосов, работающих попеременно. Цеолитный насос обеспечивает безмаслянный вакуум и безвибрационную откачку. Смещение поверхности образца приводит к изменению интенсивности интерференционной картины, которая регистрируется фотоприемником 6, сделанного на базе фотодиода ФД-256. Электрический сигнал с него усиливается широкополосным усилителем, который размещен в одном корпусе с фотоприемником. Усиленный сигнал поступает на вход цифрового осциллографа TDS-330. Запуск осциллографа осуществляется самим измеряемым сигналом или синхронизирующим импульсом с емкостного делителя напряжений ускорителя 12. На коллиматоре 2 размещены емкостные накопители, на которые попадает часть пучка электронов, инжектируемых в образец. Заряд с них регистрируется гальванометром 13. По его величине находится заряд, вносимый пучком в образец. Полученная в виде массива из 10 000 точек интерферограмма, обрабатывается на персональном компьютере.

Типичные интерферограммы