Способ интерференционного измерения распределения показателя преломления в оптических градиентных элементах

Способ интерференционного измерения распределения показателя преломления в оптических градиентных элементах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерению распределения показателя преломления в оптических градиентных элементах. Цель изобретения - упрощение процесса измерения за счет упрощения технологии подготовки образца для измерений . Через образец в направлении, перпендикулярном градиенту показателя преломления, пропускают световой поток и определяют распределение интерференционных полос. Затем с образца удаляют тонкий слой материала, вторично пропускают через образец световой поток и определяют распределение интерференционных полос. О распределении показателя преломления судят по разности распределения полос. 3 ил. С/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4 G 01 N 21 45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4034470/31-25 (22) 07.03.86 (46) 23.08.87. Бюл. ¹ 31 (7 1) Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности (72) С.Ф.Грилихес, M.Н.Полянский. и А.К.Яхкинд (53) 535.24(088.8) (56) Труды института инженеров по электронике и радиотехнике. М.: Мир, 1980, т. 68, № 6, с. 38-42.

Там же, с. 42-44.. (54) СПОСОБ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ В ОПТИЧЕСКИХ ГРАДИЕНТНЫХ

ЭЛЕМЕНТАХ (57) Изобретение относится к измерению р а с пр ед еле н ия показ ателя преломления в оптических градиентных элементах. Цель изобретения — упрощение процесса измерения за счет упрощения технологии подготовки образца для измерений. Через образец в направлении, перпендикулярном градиенту показате,— ля преломления, пропускают световой поток и определяют распределение интерференционных полос. Затем с образца удаляют тонкий слой материала, вторично пропускают через образец световой поток и определяют распределение интерференционных полос. О распределении показателя преломления судят по разности распределения полос.

3 ил.

1332200

Изобретение относится к технике измерения распределения показателя преломления в оптически неоднородных прозрачных твердых телах, а именно к способу определения распределения показателя преломления в оптических градиентных элементах (граданax).

Целью изобретения является упрощение процесса измерения за счет упро— щения технологии подготовки образца для измерений.

На фиг.1 изображен исследуемый образец в координатных осях; на фиг.2— ход светового луча через образец, вид сверху, на фиг.3 — графики распределения интерференционных полос (кривая 1 — график распределения полос по радиальной координате К (r), образца до удаления тонкого слоя; кривая 2 — то же, после удаления тонкого слоя; кривая 3 — график их разности) .

Способ осуществляют следующим образом.

Берут оптический градиентный элемент толщиной 1, (фиг.1), в котором в направлении оси Х создано некоторое распределение показателя преломления

n(X). Рабочие поверхности образца, перпендикулярные направлению светового потока, полируют. При использовании иммерсионных жидкостей можно ограничиться шлифовкой.

Помещают градан в одно из плеч двухлучевого интерферометра, например интерферометра Маха — Цендера. Пропускают световой поток в направлении, перпендикулярном направлению градиента показателя преломления. На выходе интерферометра образуется картина интерференционных полос равной толщины с распределением К(Х), в направлении

Х (где К вЂ” номер полосы).

Удаляют с исследуемого образца слой материала толщиной лу,, параллельный направлению градиента показателя преломления. Удаление тонкого слоя с образца осуществляют механическим путем. При использовании им мерсии удаление материала можно осу- ществить путем химического травления поверхности образца. Толщину удаляемого слоя находят иэ соотношения аг r где д у — минимально возможная толмин щина слоя, n — перепад показателя преломления в образце, r — размер градиентной зоны в образце в направлении

5 градиента; бг — предельно допустимое смещение луча на толщине слоя.

При этом величина 6r задается исходя иэ предельно допустимого смещения луча на толщине слоя. Значения r и 4п могут быть определены несколькими способами, в том числе и с использованием интерференционной картины образца. Размер градиентной зоны

r определяется непосредственно по размеру ее интерферограммы, а величина перепада показателя преломления

20 рав" а лК 7 дп = — -—

10 где л К вЂ” число интерференционных полос в градиентной зоне образца;

; — длина волны используемого излучения, .

1 — толщина образца.

О

Вторично пропускают световой поток и определяют распределение интерференЗ ционных полос. Строят графики распределения интерференционных полос до удаления слоя и после и находят их разность.

Пример. В качестве исследуе35 мого объекта берут цилиндр иэ стекла состава, мол.й: Si0 51,5; А1 0 22;

Na. 0 11 5; Li 0 11; R 0 =3, диаметром 10 мм и толщиной 3 мм, в котором методом ионного обмена создают ради40 альный градиент показателя преломления. Рабочие поверхности образца подвергают тонкой шлифовке. Образец.помещают в плоскопараллельную кювету с иммерсионной жидкостью. Кювету уста45 навливают в одно из плеч интерферометра Маха — Цендера.

На фиг.3 представлен график распределения полос по радиальной коор50 динате K(r)

Перепад показателя преломления hn

bK 7

bn = — -- 10 2.

1р

Размер градиентной зоны r равен в

55 данном случае радиусу образца. В качестве предельно допустимого смещения луча задают величину zr = 10 r. Толщины удаляемого слоя

1332200

15

/лг r

Ау (/ - — — = 1,5 мм:.

С одной из рабочих поверхностей образца сошлифовывают 0,46 мм и образец новой толщины вновь помещают в интерферометр. Кривая 2 (фиг.3) распределение полос интерференции по радиальной координате K(r)

Произведя вычитание кривых 1 и 2 (фиг.3), получают распределение полос, соответствующее распределению показателя преломления в образце толщиной, равной толщине удаленного слоя, т.е. близкое к истинному.

Формула изобретения

Способ интерференционного измерения распределения показателя преломления в оптических градиентных элементах путем пропускания светового потока через образец в направлении, перпендикулярном градиенту показателя преломления, для создания интерференционного поля полос равной толщины и определения распределения интерференционных полос в образце, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения за счет упрощения технологии подготовки образца для измерений, после пропускания cseтового потока и определения распределения интерференционных полос с образца удаляют слой материала, параллельный направлению градиента показателя преломления, толщиной ьу, выбранной иэ соотношения с 0 с

ar r мин лп где д у — минимально возможная толе ЧН щина удаляемого слоя; дп — перепад показателя преломления в образце;

r — размер градиентной зоны в образце в направлении градиента; лг — предельно допустимое смещение луча на толщине слоя, затем вторично пропускают световой поток через образец и определяют распределение интерференционных полос, а о распределении показателя преломления в образце судят по разности полученных в первом и втором определениях распределений интерференционных полос в образце.

1332200 х,пп н еЗ Риг.3

Составитель С. Голубев

Техред И.Ходанич

Корректор А.Обручар

Редактор И.Шулла

Заказ 3825/39 Тираж ?76 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у .. р л. П оектная 4