Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 2020 годы»

Принципиальная схема системы «накачка-зондирование» Оптическая схема системы «накачка-зондирование» на рабочей станции Новосибирского лазера на свободных электронах показана на рис. 48. В качестве базового варианта предлагается использовать крестообразное пересечение пучков накачки и зондирования на образце. В случае необходимости при наличии в рабочей камере криостата четырех окон схема может быть модифицирована так, что пучки будут вводиться через одно окно и пересекаться под углом около 30 градусов. Геометрические размеры входных зеркал и фокусирующих элементов допускают такое расположение. Окончательное решение будет принято в процессе монтажа и испытания системы. На входе системы установлена пара проволочный поляризатор (WP1) – фотолитографический поляризатор (PhP1). Назначение первого – снизить входную мощность пучка в тех случаях, когда входное излучение может повредить элементы оптической схемы до приемлемой величины. Второй поляризатор задает требуемую поляризацию входящему в систему пучку. Диаметры поляризаторов – около 100 мм, что исключает дифракцию на них. Рис. 48 – Оптическая схема системы «накачка-зондирование» на Новосибирском ЛСЭ. Между выходным окном транспортного канала и проволочным поляризатором оставляется пространство, достаточное для ввода установленного на рычаге зеркала (на рисунке не показано), отклоняющего лазерный пучок вертикально на 90 градусов. Отклоненное вверх излучение, вторым 45-градусным зеркалом отклоняется вновь в горизонтальном направлении и входит в термочувствительный интерферометр Физо, который впервые был использован нами несколько лет назад для абсолютных измерений распределения плотности мощности терагерцового и ультрафиолетового излучений. Для настоящего проекта мы используем недавно разработанную новую усовершенствованную модификацию этого устройства с новым программным обеспечением, позволяющим оперативно обрабатывать результаты измерений. Данное устройство будет иметь две функции: (1) регулярный мониторинг мощности входного излучения и (2) калибровку чувствительности «вторичных» детекторов, используемых в системе на интересующих нас длинах волн. Поскольку до входа на станцию излучение ЛСЭ проходит около 16 метров по транспортному каналу с многочисленными зеркалами, некоторые из которых регулярно вводятся и выводятся из пучка электромеханическими актуаторами, направление луча на входе на станцию может слегка варьироваться от эксперимента к эксперименту. Первые два зеркала (M1 и M2) в системе предназначены для корректировки таких отклонений и обеспечения перед началом очередного эксперимента ввода излучения вдоль оптической оси системы. Рис. 49 – Оптическая схема системы «накачка-зондирование» на Новосибирском ЛСЭ трехмерный вид. Следующий за ними пленочный светоделитель (BS) расщепляет пучок на возбуждающий и пробный пучки. Угол падения около 30 градусов обеспечивает мало зависящий от длины волны и направления поляризации коэффициент деления пучка, равный примерно 1:10, что и требуется для пучков зондирования и накачки. Пучок накачки проходит через обтюратор (Ch1), прерывающий пучок с частотой f1, и поляризатор (PhP2), задающий направление поляризации (p или s) и ответвляющий часть излучения на калиброванный детектор (Det1). Величина коэффициента отражения измеряется в предварительных специальных измерениях. В качестве детектора будет использоваться ячейка Голея или пироэлектрический детектор. Зеркала (M7) и (M8) используются для выравнивания оптических путей пучков накачки и зондирования. С помощью внеосевого параболического золоченого зеркала (PM1) возбуждающий пучок фокусируется на образец, расположенный в проточном криостате, обеспечивающем охлаждение до гелиевых температур. При длине волны излучения 0,13 мм и диаметре гауссова пучка около 22 мм зеркало с фокусным расстоянием 250 мм формирует на образце при 45-градусном угле падения эллиптическое фокальное пятно с характерным размером по высоте  мм. После прохождения образца излучение накачки поглощается в поглотителе. При необходимости можно установить дополнительный детектор Det3. Пробный пучок тем временем отражается от зеркала (M3) и, пройдя через линию задержки (Delay Line) и зеркала (M4), (M5) и (M6), достигает линзы TPX. Актуатор с шаговым двигателем обеспечивает программно-управляемое перемещение заднего уголкового зеркала на 30 см, что дает возможность изменять оптическую длину плеча на 60 см. При необходимости за счет добавления еще пары уголковых зеркал она может быть увеличена вдвое – до 120 см. Обтюратор (Ch2) имеет частоту прерывания f2, некратную частоте f1, что позволяет облегчить детектирование сигналов накачки и зондирования. Входная мощность зондирующего пучка регистрируется детектором (Det2). Пластиковая TPX линза с фокусным расстоянием 150 мм фокусирует пробное излучение на образце в пятно с вертикальным диаметром  мм, меньшим по размеру, чем область, засвеченная возбуждением накачки. Интенсивность излучения, прошедшего через образец измеряется детектором. Предполагается, что это будет криогенный кремниевый болометр. При настройке системы возможно использование других типов регистраторов из числа описанных выше. Важным условием, обеспечивающим удобство юстировки оптической системы, является возможность удаления и точного возвращения на место криостата с образцом. В качестве наиболее удобного варианта рассматривается подъем криостата прецизионной электромеханической системой на высоту порядка 30 см. Посадочные места должны обеспечивать возвращение криостата на место с точностью не хуже 0,5 мм. Для качественной юстировки на место рабочей камеры криостата будет точно устанавливаться устройство несущее точную копию окон рабочей камеры, но обеспечивающее свободный доступ к области фокусировки.

Похожие:

	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Отчет о нир (заключительный) Рекомендации по оформлению отчетной документации по государственным контрактам на выполнение нир в рамках федеральной целевой программы...
	Отчет о научно-исследовательской работе «Проведение исследований... Офизическом комплексе мгу-игу для исследования космических лучей сверхвысоких энергий (установки Тунка и шал-мгу) (Астрофизический...		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы
	Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования