И всё же, несмотря на всеобщий скептицизм, я с вашего позволения изложу некоторые свои соображения, касательно поднятой темы.
Наибольшее распространение получили 2 разновидности мазеров: 1 - мазер на аммиаке (NH3) с частотой генерации 23870 МГц и выходной мощностью ~ 10–9 Вт, 2 - мазер на атомарном водороде (H) с частотой генерации 1420 МГц и мощностью ~ 10–11 Вт.
Не смотря на значительно более низкую выходную мощность, водородный мазер представляется наиболее удобным для повторения в домашних условиях, главным образом из за низкой рабочей частоты, что облегчает регистрацию выходного сигнала доступными радиолюбителю методами. Так же, имеет значение простота получения рабочего вещества. К стати, в отечественных эталонах частоты используются именно водородные мазеры. Выбор сделан, теперь рассмотрим конструкцию подробнее (см. вложенный файл). Молекулярный водород (H2) вырабатывается в источнике, посредством электролиза воды, затем очищается посредством диффузии через стенки разогретой никелевой трубки. В разрядной колбе, под действием достаточно мощного ВЧ поля с частотой около 100 МГц происходит диссоциация молекулярного водорода (H2) до атомарного (H). Пучок атомов формируется многоканальным коллиматором (на схеме не обозначен) и направляется в магнитную сортирующую систему состоящую, как правило из 4 или 6 полюсных магнитов. Неоднородное магнитное поле прижимает к оси сортирующей системы атомы, находящиеся на верхнем энергетическом уровне и направляет их в резонатор. Резонатор цилиндрической формы настроенный на частоту 1420 МГц, для увеличения времени взаимодействия атомов имеет накопительную колбу из кварцевого стекла, со стенками покрытыми парафином или фторопластом. В эталонных мазерах имеется многослойная магнитная экранировка и термостатирование резонатора. Само собой, во всей этой системе поддерживается довольно глубокий вакуум, порядка ~10-4 Па. ВЧ сигнал через петлю связи, по коаксиальному кабелю направляется в усилитель. Раньше, в качестве усилителя использовали ЛБВ, сейчас, доступно великое множество различных СВЧ усилителей с высоким коэффициентом усиления и низким уровнем собственных шумов.
- Вложения
-
- Общая схема мазера на атомарном водороде.png
- (64.66 KiB) Скачиваний: 189