Способ измерения оптической активности

Способ измерения оптической активности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскэем

Социалистическим

Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.0175 (21) 2097087/25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.0178. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 090178 (51) М. Кл.

G01 )4 21/40

Гасударственный номитвт

Совета Министров CCCP но делам нэобротвннй н отнрыте.(53) УДК353.568 (088.8) (72) Авторы изобретения

И.A.Ðoêoñ и Л. (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКОИ АКТИВНОСТИ

Изобретение относится к поляризационно-оптическим способам измерения.

Известные способы ээзмерения оптической активности (1Й2(основаны на пронускании через исследуемый образец 5 линейно-поляризованного луча и измерении угла поворота плоскости поляризации. При этом используют различные технические средства: модуляторы, компенсаторы, приемники и источники нзлу- }0 чения. Общими недостатками известных .способов являются невысокая точность и ограниченный диапазон измерения.

Наиболее близким к предложенному 16 является способ измерения оптической активности, заключающийся в пропуска». нии линейно-поляризованного луча через образец и измерении угла поворота плоскости поляризации посредством осу- 20 ществлення равного, но притивоположного по эна1ту поворота плоскости поляризации (31. Однако и в этом случае диапазон и точность измерения ограничены, кроме того, сказывается влияние 2б магнитооптического вращения °

С целью повышения точности измерения через образец .пропускают допол,нительный линейно-поляризованный луч во встречном основному направлении и 30 измеряют разность углов поворота плоскости поляризации обоих лучей.

Предложенный способ основан на том, что при зеркальном отражении меняется система координат отраженного луча на протипоположную. Поэтому, если сквозь оптически активное вещество, создающее поворот направления колебаний электрического вектора (в общем случае изменение азимута луча) на угол Ф, проходят два луча друг другу навстречу, которые затем объединяют.с помощью зеркальной системы, то азимуты выходных лучей меняются на угол + причем знак (направление вращения) зависит от направления вращения оптически активного вещества и количества отражений после прохождения луча сквозь оптически активное вещество.

Если количество отражений после прохождения сквозь оптически активное вещество для одного луча обозначить Й а э1ля другого луча )4, то возможны следующие случаи.

Ф+ 1, где ф = 0,1,2... °

Если изменение азимута луча вызвано естественной оптической активностью, то после объединения лучей меняется разность их азимутов на угол 2 P ..Mar553869 нитная оптическая активность не меняет разность азимутов лучей.

2. Н.— N>» 2К,.где К = 0,1,2,...

В этом случае картина противоположная: естественная оптическая активность не меняет разность азимутов выходных лучей на угол.2Ф

Таким образом, предложенный способ позволяет разделить влияние естественной и магнитной оптической активности при их одновременном действии.

На чертеже приведена схема устройства, с помощью которого может быть реализован предложенный способ.

Устройство содержит лазер 1, элект- 5 рооптический модулятор 2 эллиптичности луча, два глухих зеркала 3,4, светоделительную призму 5 с двумя полупроз- рачными параллельными плоскостями, электрооптичеСкий кристалл 6; фазовые 20 пластинки Л/4 7,8, поляризаторы 9,10, фотоприемник 11, узкополосный усилитель 12, схему 13 обратной связи и регистрирующее устройство 14.

Устройство работает следующим обра-25 зом.

Луч лазера проходит через модулятор 2, в качестве которого применен электрооптический кристалл, ось кото- Зп рого повернута на 45 относительно направления колебаний электрического вектора линейно-поляризованного луча лазера, и становится эллиптнчески поляризованньаи с модулированной эллип- 35 тичностью. Верхняя полупрозрачная плоскость светоделительной призмы 5 делит луч на два луча одинаковой интенсивностиОу иОз,которые с помощью глухих зеркал 3 и 4 направляются сквозь исследуемый объем 15 навстречу друг другу.Фазовые пластинки Л 47 н 8 преобразуют эллиптически поляризованные лучи с модулированной эллиптичностью в линейно-поляризованные смоду-45 лированным поворотом направления колебаний электрического вектора. На выходе устройства получают два луча, направления колебаний электрических век- торов которых устанавливаются парал- 50 лельными между собой с помощью электрооптического кристалла 6. Нарушение пИ эаллельности происходит при введении исследуемого вещества, обладающего естественной оптической активнос— тью, в исследуемый объем 15. При этом

55 направления колебаний электрических векторов выходных лучей разворачиваются в разные стороны относительно своего первоначального положения на угол V .В результате сложения лучей 60

О и И на нижней полупрозрачной плоскости светоделительной призмы 5 после прохождения их через поляризаторы 9, 10, которые пропускают взаимно перпендикулярные составляющие, интенсивность65 излучения, попадающего на фотоприемник, описывается выражением: (1+$1é 8 $1п 29- — Дэ

Ф 2 (о . 2Д где А - амплитуда излучения лазера, Ч - измеряемая величина, B d, — фазовые смещения между обыкновенными и необыкновенными составляющими лучей, создаваемые соответственно модулятором 2 и электрооптическим кристаллом 6.

Из уравнения следует, что посколькуд „=М, где Q, — ÷àñòoòà, на которую настроен модулятор 2 и узкополосный усилитель 12, устройство работает в режиме нуль-индикатора. Компенсация осуществляется с помощью электрооптического кристалла 6 при условии 9 - при этом на выходе усилителя 12 напряжение равно нулю. На кристалл напряжение подается от схемы 13 обратной связи, на выходе которой подключено регистрирующее устройство 14.

Данное устройство предназначено для измерения естественной оптической активности, причем магнитная оптическая активность на выходной сигнал не вли- яет. Для измерения магнитной оптической активности необходимо добавить одно глухое зеркало так, чтобы лучи описывали квадратную траекторию (вместо треугольной) . В этом случае выходной сигнал зависит лишь от магнитной оптической активности, причем естественная оптическая активность на выходной сигнал не влияет.

Устройство, реализующее предложенный способ, можно создать на основе кольцевого интерферометра,причем количество зеркал определяет реакцию выходного сигнала на естественную или магнитную оптическую активность, Применение интерференции лучей позволяет выполнить поляриметр без анализатора.

Формула изобретения

Способ измерения оптической активности, заключающийся в пропускании линейно-поляризованного луча через образец и измерении угла поворота плоскости поляризации посредством осуществления равного., но противоположного пс знаку поворота плоскости поляризации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, через образец пропускают дополнительный линейно-поляризованный луч во встречном основному направлении и измеряют разность углов поворота плоскости поляризации обоих лучей.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе:

553869

Составитель А.Штейн

Техред A,Áîãäàí КорректоР я.Гриценко

Редактор Т.Орловская

Тираж ФМ

Подписное

Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 190/52

ЦНИИ ПИ

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1.Бужинский А.Н. и Лейкин М.В. Оп« 2.Патент США 9 3520617,кл.356-117, тико-механическая промышленность, 14.07.70.

1971, 911, с.55-63. 3.1..61ЦруН, Efect niiik . 1972, 21, 1,9-12.