Способ измерения оптических характеристик сред и параметров световых пучков

Способ измерения оптических характеристик сред и параметров световых пучков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севетфми»

С4щиваистичесии»

Уаспубпии

<11598395 (61} ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-ay??€” (22) ???????????????? 19.01.7?? (21) 2315401>

G 01 N 21/46

Государственный комнтет

СССР но деяан нзобретеннй н открытнй (53) УДК535.322.4 (088.8) Опубликовано 250379. Бюллетень % 1.1

Дата опубликования описания 25.0379 (72) Автор изобретения

В. И. Владимиров Л) Заявитель (54) СПОСОБ ИЭИЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

СРЕД И ПАРАМЕТРОВ СВЕТОВЫХ ПУЧКОВ

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к способам измерения оптических характеристик сред (показателя преломления, дисперсии) и параметров световых пучков (углов расходимости) и т.д.

Известен способ измерения оптических характеристик сред, состоящий в том, что световой пучок подают 1О на границу раздела двух сред (1).

Однако по этому способу производят регистрацию с помощью фотоприемника всего светового пучка.

Наиболее близким техническим 15 решением к предлагаемому изобретению является сгособ измерения оптических характеристик сред и параметров световых пучков путем подачи светового пучка на границу раздела @ двух сред (2).

При таком способе наблюдается низкая точность измерения, а также сложность и длительность процесса измерений и необходимость последую- И щей математической обработки результатов измерений.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение процесса измерения в реальном масштабе времени. зо

Это достигается тем, что изменяют угол падения светового пучка на границу раздела с равномерной угловой скоростью, регистрируют с помощью фотоприемника поверхностные волны, распространяющиеся вдоль грани-. цы раздела, по которым судят об оптических характеристиках сред и параметрах световых пучков.

На фиг.1 представлена оптическая схема рефрактометра, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 условно показано распространение поверхностных световых волн при падении световых лучей на границу раздела двух прозрачных сред под критическим углом.

Рефрактометр содержит двухчастотный лазер 1 (или Гейслеровские трубки), коллиматор .2, светофильтры 3, плоское зеркало 4, измеряемый образец 5, диафрагмы б и 7, фотоприемник 8, выход которого соединен через усилитель 9 с регистратором 10 временных интервалов.

Рефрактометр работает следующим образом.

Лазер 1 генерирует световое излучение двух длин волн, направляемое в коллиматор 2, который уменьшает углы расходимости пучка и увеличивает его сечение. Светофильтры 3 используют в случае применения в качестве источника излучения Гейслеровских трубок. Плос:(им зеркалом 4 дихроичный коллимированный световой пучок направляется в измеряемый образец 5, Преломленные и отраженные световые лучи поглощаются диафрагмами б и 7, а поверхностные волны достигают фотоприемника 8, преобразуются в электрический ток и через усилитель 10

9 напРавляются в регистратор 10,временных интервалов.

Предлагаемый способ позволяет производить измерения ряда оптических характеристик в широком спектраль-5 ном диапазоне в реальном масштабе времени и с высокой точностью. Способ основан на эффекте возникновения поверхностных волн, распространяющихся вдоль границы раздела прозрачных сред, когда, световые лучи направляются из оптически более плотной среды в оптически менее плотную под критическим углом падения.

Поверхностные волны распространяются вдоль поверхности раздела сред

+ с rpого пoд критически (1 ) и обладают способностью постепенно вновь входить под тем же критичеcêèì углом в оптически более плотную среду. Ha ((. 2 c eMa (ec (è показан этот процесс. Луч света с интенсивностью 3 из оптически более

1 плотной среды с показателем преломления И„ под критическим углом падае-. на границу раздела cðåä. Далее 3 он делится на отраженный луч Лги поверхностный Лэ(волну). Отраженный луч Л поглощается диафрагмой 7, г а луч 3>, распространяясь вдоль границы раздела, постепенно иноиь входит в оптически более плотную среду Й1 строго под критическим углом

iJ !

61.р - 1 )Использование поверхностных волн в сочетании с равномерной угловой скоростью падения световых лучей на границу раздела сред позволяет выражать оптические характеристики во временных величинах и определять их по соотношению ц -7

Д1*1 =. Е 10 С, На все измерения уходит несколько секунд. Показания прибора можно

25 проградуировать в единицах оптичес кой плотности. Таким образом, данный способ является более простым и точным по сравнению с известными.

Формула изобретения

Способ измерения оптических характеристик сред и параметров CBeTQBhL( пучков путем подачи светового пучка на границу раздела двух сред, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса измерения в реальном

0 масштабе времени, изменяют угол падения светового пучка на границу раздела с равномерной угловой скоростью,регистрируют с помощью фотоприемника поверхностные волны, распро45 страняющиеся вдоль границы раздела, по которым судят об оптических характеристиках сред и параметров световых пучков, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Афанасьев B.À. Оптические измерения. М., Геодезиздат, 1961, с, 92-101.

2..Оптические приборы, Каталог, 55

3 Рефрактометры,М., Машиностроение,1973, с.11. где Х вЂ” искомая величина (показатель преломления П, средняя дисперсия

t1 - и с, угловая расходимость и т.д.); а Г- временной интервал между импульсами или длительность импульса;

К вЂ” постоянный коэффициент, зависящий от угловой скорости и определяемой характеристики, Пример реализации предлагаемого способа.

Определена средняя дисперсия и=(п -n 1 для оптического стекP c ла марки ТК-2 по предлагаемому способу при помощи описанного выше рефрактометра. оп=К.ь „

Для данного прибора при угловой скорости вращения луча, равной 1 об/с, )(,=4 ° 10 отсюда

„О-ч

Ь д -21O

598395

Фиг.1

Ф. г

Составитель Н.Гусева

Техред О.Андрейко

Корректор С Шекмар

Редактор Т.Колодцева

Тираж 1089 Подписное

П11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1141/1

Филиал 111111 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4