19990102 Измерение параметров сапфировой линзы

Анализатор спектра С4-60 измеряет спектр проходящего через резонатор сигнала

 

Резонатор подвешен между волноводами

 

Один волновод облучает резонатор, а второй снимает проходящий сигнал

 

Для охлаждения резонатора используется жидкий азот (в пенопластовом стакане). Охлаждение применяется для увеличения добротности резонатора

 

Сапфировая линза погружается в жидкий азот (Ткип.= -195 градусов Цельсия)

 

Азот вскипает, охлаждая резонатор

 

При охлаждении электромагнитные потери в материале уменьшаются

 

Добротность охлажденного резонатора возрастает до нескольких миллионов

 

Резонатор готов к измерениям

 

Пар и оседающий иней мешают измерениям, снижая добротность

 

Нужно усперь провести измерения, пока резонатор не покрылся инеем

 

Жидкий азот вынесен из ближнего поля. Измерения начинаются

 

Зазор увеличивается до насыщения добротности

 

При максимальном зазоре измеряется практически собственная добротность

 

Если резонатор покрылся инеем, то его необходимо очистить

 

На одну клетку шкалы приходится 100 КГц

 

Справа появился резонансный пик сапфировой линзы

 

Нагрев резонатора вызывает увеличение его размеров и снижение частоты резонанса. Резонансный пик при этом смещается влево

 

Входной сигнал имеет стахостический характер. Резонатор обрезает его спектр

 

Ширина резонансного пика значительно меньше 100 КГц

 

Более широкий пик не может пройти через фильтр-линзу. Он усекается вверху

 

Еще более широкий пик входного сигнала также усекается нашим резонатором

 

Из шумового сигнала проходит только узкая часть

 

Узкие пики на соседних частотах обрезаются по амплитуде

 

Через две секунды нагрева резонансная частота уменьшается на 600 КГц и выходит за пределы экрана

 

Через две минуты резонатор покрывается толстым слоем инея и его добротность сильно снижается

 

Добротность может упасть в сотни раз

 

Вакуумная камера позволяет измерять добротность до 1010

 

Так мог бы засветиться микроволновый генератор

 

Лазерный луч позволяет проникнуть сквозь шубу инея внутрь сапфировой линзы

А теперь сделаем двухслойный резонатор из линзы и шарового слоя

Нажимая на линзу мы уменьшаем зазор между резонаторами. Резонансные частоты смещаются.

Если резонатор сделать из трех слоев, средний из которых значительно тоньше двух других, то перестройка частоты может быть очень значительной (до трети октавы)

Продолжение