Cтраница 4
При предельно больших увеличениях приходится, облучать предмет электронным пучком с очень большой плотностью тока, что вызывает перегрев предмета и может привести к его разрушению. Избежать перегрева можно максимально уменьшая облучаемую область. Для этого применяется двойной конденсор ( рис. 316), позволяющий довести освещаемый участок предмета до нескольких микрон в диаметре. Короткофокусная линза формирует сильно уменьшенное изображение минимального сечения пучка, созданного электронной пушкой. Длиннофокусная линза, которая играет роль обычной конденсорной линзы, переносит это изображение в плоскость предмета. [46]
![]() |
Схема последовательности операций при анализе стилометром СТ-7. [47] |
К стилометру прилагаются две сменные осветительные линзы: короткофокусная и длиннофокусная. Работа может производиться с любой осветительной линзой, но при этом необходимо изменять расстояние между штативом и стилометром. Для правильной установки предусмотрен шаблон в виде железной пластины, помещаемой на столе между стилометром и штативом. Если же пользоваться короткофокусной линзой, то штатив устанавливается на расстоянии 170 мм от стилометра по длине широкой части шаблона. Для этого узкая часть шаблона вдвигается в специальный паз основания стилометра, а штатив упирается в выступающую часть шаблона. В этих случаях расстояния между источником света и щелью соответственно равны 280 и 80 мм. Чаще работают с короткофокусной осветительной линзой ( как показано на рис. 39); в этом случае установка занимает меньше места. [48]
Ослабитель А используется для регулировки интенсивности опорного пучка. Им может быть нейтральный фильтр или вращающийся поляризатор. Затем пучки отражаются от зеркал М или Мг с тем, чтобы фотопластинка и объект были освещены под нужным углом. Далее пучки с помощью короткофокусных линз расширяются. После прохождения за фокус на расстояние х пучок расширяется до диаметра D в соответствии с соотношением Dd / fx, где d - диаметр лазерного пучка и / - фокусное расстояние линзы. Обычно для этой цели используют 4 - или 10-кратный объектив микроскопа. Для того чтобы улучшить качество изображения, предусмотрен фильтр Р в виде точечного отверстия. Освещающий пучок рассеивается объектом О, и рассеянный свет падает на фотопластинку. [49]
![]() |
Короткая магнитная линза ( на проекции справа - угол поворота меридиональной плоскости, в которой движется электрон. [50] |
Аналогия тонкой линзы в световой оптике и короткой линзы в электронной магнитной оптике этим не ограничивается: короткая линза, так же как и тонкая, существует лишь в теории. Реально в магнитной электронной оптике существует так называемая средняя линза. Она характеризуется тем, что либр объект, либо его изображение находятся в поле линзы. На рис. 20.6 схематически показаны две конструкции электрономагнитных линз: слабая, или длиннофокусная линза, и сильная, или короткофокусная линза. [51]
Метод измерения дальнего поля, изложенный выше, пригоден также для измерения распределения энергии в фокальной области линзы. В принципе это, конечно, можно сделать, просто помещая подходящий регистрирующий материал, например фотопленку, в фокальной плоскости и экспонируя его под сильно ослабленным пучком лазера. Но в большинстве случаев изображение оказывается слишком малым и, кроме того, часто бывает необходимо непрерывно контролировать это энергетическое распределение. Для этого можно отщеплять часть пучка, не внося при этом существенных ошибок, например с помощью оптически тонкого расщепителя пучка, и регистрировать изображение в фокальной плоскости длиннофокусной линзы, в то же время фокусируя остаток пучка на мишень с помощью короткофокусной линзы. [52]
Почти во всех возможных случаях построение изображения источника на действующей диафрагме коллимирующей оптики спектрального прибора дает лучшие результаты по сравнению с проецированием источника на щель. В последнем случае щель фактически пропускает в соответствии со своей шириной весьма малую часть излучения источника. Если требуется пространственная селекция, то ее можно осуществить с помощью диафрагмирования промежуточного изображения. С точки зрения быстродействия нет никакого принципиального различия в том, регистрировать ли освещенность на фотоэмульсии или поток излучения фотоумножителем, поскольку апертура спектрального прибора заполнена полностью, как было рассмотрено ранее. Очень часто это почти тривиальное требование не выполняется, в частности в тех случаях, когда отсутствуют необходимые короткофокусные линзы. В локальном анализе при использовании источников с очень малыми размерами и низкой интенсивностью посредством однолинзовой системы невозможно получить необходимое увеличенное изображение источника на апертуре спектрального прибора, так как при этом нельзя добиться малого расстояния от источника до щели. Двухлинзовый конденсатор Дает лучшие результаты даже с учетом потерь, вносимых дополнительными оптическими элементами. Помимо увеличения интенсивности наблюдается улучшение разрешающей способности и, следовательно, повышение чувствительности, что также следует принимать во внимание. [53]
Лазерные дальномеры на рубине и неодимовом стекле обеспечивают измерение расстояния до неподвижных или медленно перемещающихся объектов, поскольку частота следования импульсов небольшая. Если же нужно измерять небольшие расстояния, но с большой частотой циклов измерений, то используют фазовые дальномеры с излучателями на полупроводниковых лазерах. В них в качестве источника применяется, как правило, арсенид галлия. При необходимости угловая расходимость луча может быть уменьшена до 2 мрад. Приемное устройство состоит из оптической системы, в фокальной плоскости которой расположена диафрагма, ограничивающая поле зрения приемника в нужном размере. Коллимация выполняется короткофокусной линзой, расположенной за диафрагмой. В печати сообщается, что эти характеристики значительно улучшены в более поздних разработках. Этот дальномер имеет частоту следования 12 5 кГц при длительности импульса 1 мкс. [54]
Приосевой астигматизм устраняется применением стигматоров. Следовательно, существует пек-рое оптимальное значение этого угла, при к-ром ошибка, вызываемая обеими этими факторами, минимальна. Величина разрешения, соответствующая этому случаю, определяет приборное предельное теоретич. Поскольку разрешение объектива ограничивается сферич. ССф, становится актуальным созданием объектива с минимальным ССф. Такой объектив был рассчитан Глазсром, к-рый показал, что ССф снижается до минимума, если объект расположен в максимуме магн. В этом случае половина поля, расположенная перед объективом, представляет собой короткофокусную линзу, к-рая работает, как конденсор, а все поле в целом - как конденсор и объектив. [55]
Широкие эксперименты проводятся и на землях Львовской области. Хлеборобы использовали яровой ячмень сорта Эльгина и озимый сорта Белта. Экспериментальная установка для лабораторной обработки семян была названа Львов-1. Она собрана на гелий-неоновом и аргоновом лазерах. Один лазер работал в красной области спектра, другой - - в ультрафиолетовой. Излучение лазеров с помощью короткофокусных линз расширяется до требуемого угла, обеспечивая тем самым определенную плотность излучения на поверхности, где размещались обрабатываемые семена - Промышленная установка Львов-1 предназначалась для обработки больших объемов зерна, в ней использовался только гелий-неоновый лазер. Из бункера под действием собственного веса семена движутся по наклонному желобу длиной около метра. За это короткое время происходит их активация. [56]
Лазерный луч, встречаясь с поверхностью материала, частично поглощается ею. В результате поглощения энергии температура материала возрастает настолько, что он может расплавиться, испариться или разложиться. Достоинства лазеров как источников излучения для резки состоят в том, что они создают большую по величине мощность и что излучение осуществляется в виде параллельных лучей, способных фокусироваться в маленькие пятна. Вт испускают обычно луч диаметром около 20 мм. Хотя этой мощности достаточно, чтобы разрушить большинство органических материалов и расплавить некоторые металлы, ее недостаточно для резки. Эффективно резку выполняют, используя линзы или зеркала для концентрации энергии. Монохроматическое и параллельное лазерное излучение может быть сфокусировано в пятно, размер которого лимитируется главным образом отклоняющей и фокусирующей оптикой. От степени фокусировки зависит ширина реза и диаметр отверстия. Такой мощности достаточно для испарения любого материала. При таком маленьком пятне лазерный луч создает очень узкий рез ( шириной 0 1 мм), когда перемещается по поверхности материала. Он позволяет достичь точности резания 0 05 мм. Но последняя зависит главным образом от механизма перемещения детали или лазерной головки. В равной степени важно сохранить свойства материала у кромки реза. Минимальный размер пятна достигается при использовании короткофокусных линз. Самые маленькие пятна создают при резке очень тонких материалов. При этом должны точно контролировать расстояние от фокусирующей линзы до детали. [57]