Специализированные высокочувствительные оптико-электронные информационно-измерительные устройства и системы для исследований однократных быстропротекающих и слабосветящихся процессов в экспериментальной физике

• Автор: Жаворонков, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 298 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Список введенных в работе аббревиатур
ВВЕДЕНИЕ
Основные положения, выносимые на защиту
ЧАСТЬ I. Скоростное осциллографирование однократных быстро-
протекающих процессов в физическом эксперименте
ГЛАВА Г Состояние и задачи техники измерения и регистрации
однократных импульсных процессов
1Л. Методы регистрации и средства измерений однократных электрических импульсов
1.2. Основные требования к параметрам осциллографических приборов и систем и их реализация
1.3. Выводы и постановка задачи
ГЛАВА 2. Разработка и создание широкополосной высокочувствительной осциллографической аппаратуры с высокой скоростью регистрации и обработки информации
2.1. Методы повышения скорости записи скоростных осциллографических ТБВ
2.1.1. Оценка фотометрической эффективности классической системы фоторегистрации
2.1.2. Применение стекловолоконной оптики
2.1.3. Эффективность фоторегистрации при использовании ЭОП
2.1.4. Исследование и анализ разрешающей способности вариантов ЭЛТ с встроенными камерами усилителя яркости
2.2. Реализация методов повышения скорости фотозаписи скоростных ТБВ
2.2.1. Использование внешних ЭОП для усиления яркости осциллограмм с экрана ЭЛТ

2.2.2. Применение встроенной в ЭЛТ камеры усилителя яркости
2.2.3. ЭЛТ с экраном из стекловолокна
2.3. Создание скоростных осциллографических систем с высокой скоростью записи и высокой чувствительностью к отклонению
2.3.1. Скоростные осциллографические установки на основе применения ЭОП
2.3.2. Потенциальные возможности использования широкополосных транзисторных СВЧ усилителей в канале вертикального отклонения скоростного осциллографа
2.3.3. Возможности построения скоростных регистрирующих установок на основе универсальных осциллографов и внешних ЭОП
2.4. Способы автоматического считывания осциллограмм с экрана ЭЛТ с помощью внешних ЭВМ
2.4.1. Система на основе ЭОУ яркости и телекамеры на видиконе
2.4.2. Система на основе электронной камеры с матрицей ПЗС
на входе
2.4.3. Оценка погрешности осциллографических измерений
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. Применение скоростного осциллографирования при исследовании однократных импульсных процессов нано- и пикосекундной длительности
3.1. Исследование режимов работы импульсных магнетронов
3.2. Исследование характера возбуждения СВЧ колебания в полупроводниковых приборах
3.3. Исследование влияния магнитного поля на генерацию колебаний
при эффекте Ганна
3.4. Возможность физического исследования радиоизлучения предгрозовых облаков

3.5. Анализ механизма взаимодействия импульсного лазерного излучения с металлами
3.6. Измерение характеристик ударно-волнового процесса в металлических преградах при воздействии импульсного электронного пучка
3.7. Пример изучения процессов возбуждения и релаксации
в высокотемпературном сверхпроводящем материале
3.8. Выводы
ЧАСТЬ II. Электронно-оптическая регистрация и исследование
слабосветящихся физических явлений
ГЛАВА 4. Состояние и задачи физики и техники регистрации и измерения параметров быстропротекающих оптических процессов
4.1. Современное состояние разработки электронно-оптической аппаратуры
4.2. Основные области применения электронно-оптических методов регистрации
4.3. Выводы и постановка задачи
ГЛАВА 5. Методология построения электронно-оптических индикаторов сверхслабого светового и ИК-излучения на основе ЭОП
5.1. Анализ способов исследования слабого свечения
5.2. Проблемы оптической индикации слабосветящихся процессов
5.3. Выводы
ГЛАВА 6. Новые применения электронно-оптических устройств регистрации в научных исследованиях
6.1. Регистрация нестационарной адсорбции на поверхности металлов
6.2. Анализ углового распределения аннигиляционных фотонов
6.3. Исследование газового разряда и явления пробоя в полупроводниковых лавинных фотодиодах

фазовой скорости. С ростом частоты поле резко «стягивается» к спирали, что соответствует поверхностному характеру волны [2, 4]. Таким образом, при рассмотрении работы ЭЛТ с ОЗС типа «спираль в экране» необходимо учитывать оба эти фактора.
Итак, спиральная ОЗС может обеспечить достаточно большое замедление, но ее частотная характеристика весьма неравномерна [24, 52]. Кроме того, при повышении рабочей частоты геометрические размеры спирали становятся настолько малыми, что на волнах короче 3 см изготовление и применение спиральных ОЗС становится затруднительным.
Электронно-лучевые трубки с ОЗС спирального типа позволили отодвинуть верхнюю границу осциллографируемых частот до 5 т 10 Г Гц. Например, трубки 13ЛОЮ2М и 13ЛО103М имеют полосу пропускания соответственно 5 и 15 ГГц при чувствительности порядка 0,15 мм/В; однако неравномерность частотной характеристики их достигает 6 дБ.
Известны попытки разработки новых типов ОЗС, которые были бы применимы для осциллографии СВЧ на частотах свыше 10 ГГц. Речь идет о «гладких» (непериодических) замедляющих системах в виде волноводов, полностью или частично заполненных диэлектрической средой с г » 1 [1,2]. ЭЛТ с ОЗС данного типа могут применяться для наблюдения радиоимпульсов с СВЧ-заполнителем, так как их полоса пропускания ограничена снизу [2]. Однако для регистрации однократных видеоимпульсов они не пригодны из-за ограничения полосы пропускания со стороны низких частот.
Перспективным путем расширения полосы пропускания ЭЛТБВ является практическая реализация ОС, предложенная в [61]. Как утверждают авторы, технически возможно получить полосу пропускания осциллографиче-ской трубки до 10 -ь 15 ГГц, а теоретически до 20 ГГц.
Скорость записи. Осциллографирование быстропротекающих процессов (БПП) связано с высокими скоростями перемещения электронного пучка по экрану. При этом электронный пучок должен оставлять на экране след с