Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Отметим, что в системе с бегущим лучом фосфор экрана ЭЛТ должен обладать небольшим послесвечением, меньшим, чем время считывания одного элемента растра. В противном случае ФЭУ будет «видеть» одновременно много элементов растра. Оптическая система и особенно система отклонения луча вносят значительные искажения, поэтому для их корректировки применяются тестовые изображения в виде прямоугольных сеток.
При сканировании оцифровываются все треки, зафиксированные на фотоснимке. Некоторые из них представляют интерес — они соответствуют исследуемому явлению, другие — случайные — составляют фон. Поэтому до обработки на ЭВМ информация фильтруется. Как правило, применяется цифровая фильтрация, при которой, так же как и в случае многомерных измерений (см. §
пой области.
я 6.3), в обработку поступают коды, расположенные в определен-
8.5.4. СКАНИРОВАНИЕ И СЛЕЖЕНИЕ ЛАЗЕРНЫМ ЛУЧОМ
Световой луч маломощного лазера очень удобен для обработки фотографий следов частиц. Он имеет малую угловую расходимость и монохроматичен, поэтому его легко хорошо сфокусировать до пятна диаметром 10—20 мкм. Большая интенсивность светового потока (до IO18 фотон/с) обеспечивает высокое отношение сигнал/
393
Рис. 8.30. Схема лазерно-зеркальной установки для обработки фотографий следов частиц (а) и совмещение круговой развертки лазерного луча со следом частицы (б)
шум на выходе фотодатчика. Сложнее осуществить достаточно быструю развертку луча в плоскости снимка. В настоящее время для этой цели применяют качающиеся зеркала-сканаторы.
Принцип действия лазерно-зеркальной установки для обработки фотоснимков поясняется упрощенной схемой, приведенной на рис. 8.30,а. Луч гелий-неонового лазера, сфокусированный объективом Ou при помощи качающихся зеркал Зі и 32 направляется на измеряемый фотоснимок, за которым установлены собирающий объектив O2 и фотодатчик — ФД. Оси качающихся зеркал установлены так, что они перемещают световой луч по фотопленке во взаимно перпендикулярных направлениях. Угловое отклонение зеркал создается электромагнитными приводами (ЭМПь ЭМП2), управляемыми от электронного устройства. В режиме сканирования лазерный луч перемещается по растру подобно тому, как это имеет место в системе с бегущим лучом ЭЛТ. Всякий раз, когда световое пятно пересекает след частицы, на выходе фотодиода возникает импульс, которым дается команда на передачу в ЭВМ текущих координат точки трека. Координаты определяют косвен-
394
но с помощью пнтерферометрических датчиков (Ді, Дг), измеряющих угловые отклонения зеркал. Сигналы этих датчиков поступают \\ кодирующие счетчики электронного устройства.
В режиме автоматического слежения по треку луч лазера при помощи оптико-механического устройства дополнительно разворачивается но кольцу, диаметр которого немного превышает ширину трека (рис. 8.30,6). От фотодатчика сигналы отбираются в те моменты времени, когда луч перемещается в секторах А и В кольца, расположенных по обе стороны трека. По разбалансу этих сигналов с помощью ЭВМ ведется слежение вдоль трека.
Ответственные узлы установки с лазерно-зеркальной разверткой — качающиеся зеркала-сканаторы. В рассмотренной схеме применяются два однокоординатных сканатора. Сканатор должен обладать малой инерционностью и надежной безлюфтовой подвеской. Зеркала обычно имеют диаметр порядка нескольких сантиметров. Применяются разные электромагнитные приводы. В рамочном электромагнитном приводе зеркало укрепляют на оси сердечника с токовой обмоткой-рамкой, помещенной между полюсами постоянного магнита. В привода рычажной конструкции зеркало устанавливают на подвижном коромысле,, на одном конце которого укреплена цилиндрическая токовая катушка, входящая в кольцевой магнитный замор. Такая конструкция несколько ограничивает углы попорота зеркала.
Разработаны также однозеркальпые двухкоординатпые сканаторы. В них применяется карданная подвеска зеркала, обеспечивающая его независимый попорот вокруг днух взаимно перпендикулярных осей. В этой конструкции электромагнитная система выполняется в виде полуцилиндрических рамок, размещенных в сферическом магнитном зазоре.
Масса подвижной части сканатора, включающей зеркало, оптические элементы угловых датчиков, обмотку привода и подвеску, составляет несколько десятков граммов. Поэтому быстродействие таких устройств невелико, их полоса пропускания не превышает нескольких сотен герц. Для обеспечения точного перемещения светового луча как в сканирующем, так и в следящем режимах скана горы управляются автономной следящей системой, связанной в ЭВМ.
Основное преимущество лазерно-зеркальных устройств — их высокое пространственное разрешение. Так, сканирующее устройство с оптическим рычагом 1 м обеспечивает дискретность отсчета по фотопленке около 1 мкм. Чтобы лазерные сканирующие приборы обладали также высоким быстродействием, очевидно, необходимо вместо механических сканаторов создавать малоинерционные оптоэлектронные дефлекторы света с высоким пространственным разрешением.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
