Способ для измерения показателя преломления поглощающих сред и устройство для его осуществления

Способ для измерения показателя преломления поглощающих сред и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

623143

55 рспп» R для различных углов падения, П»рестройка же углов падения связана со значипгельными затратами времени. При иссл»довании динамики сред или при исследовании сред в режиме протекания за время перестройки угла в среде существенно меняются оптические характеристики, что приводит к увеличению погрешности измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения показателя преломл»ния в динамике.

Цель достигается тем, что исходный световой пучок расщепляют, по крайней мере, на два пучка и направляют их одновременно под различными углами на границу контакта.

Данный способ может быть осуществлен с помощью устройства, в котором, с целью повышения точности измерения показателя преломления в динамике и упрошения конструкции устройства, марка коллиматора имеет, по крайней мере, две щели, перед коллпматором установлена диафрагма с двумя прозрачными зонами, а на рабочей поверхности высокопреломляюшего оптиIecI oI o элемента имеются две зоны, одна зона выполнена с коэффициентом отражения 100 /о, причем зоны диафрагмы и высокопреломляюшего элемента попарно оптически сопряжены, а в плоскости диафрагмы установлен обтюратор.

При этом фотоприемное устройство включает в себя объектив, разделительный on.fIIческий элемент, два фотоприемника и два измерителя отношения, входы которых подK.1ючены к соответствуюшим фотоприемникам, а выходы — — к вычислительному устройству.

Кроме того, на входе и выходе высокопреломляюшего оптического элемента установлены отрицательные плоско вогнутые линзы, показатель преломления и радиус ко1орых равны соответственно показателю преломления н радиусу этого элемента, причем линзы жестко связаны соответственно с объективами коллиматора и фотоприемного устройства.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— временная диаграмма сигналов, полученная прн осуществлении способа измерения показателя преломления поглошаюших сред.

Устройство содержит источник света 1, конденсатор 2, диафрагмы 3 с прозрачными

30I1 Iми 4 и 5, обтюратор 6, объектив 7. марку 8 со щелями 9 и 10, объектив 11 коллиматора, линзы 12, 13, высокопреломляюший оптический элемент 14 с рабочей повер .ностью 15 и зонами 16 и 17 на этой пов»рхности, объектив !8 фотоприемного устройства, разделитель 19, фотоприемники 20, 21, измерители отношения 22, 23, вычислительное устройство 24, автоколлимационный окуляр 25, окуляр 26 и объектив 27.

Устройство работает следуюшим образом. 11»To IIIIII< света 1 с помощью конденсатора 2 освещает диафрагму 3 с двумя прозрачными зонами 4 и 5. Световые потоки, проходяшие через эти зоны, модулируются в противофазе обтюратором 6. Далее световые пучки проходят объектив 7 и освещают марку 8 с несколькими щелями (на фиг. 1 для примера показаны две щели 9 и 10). Марка 8 находится в фокальной плоскосги объектива 11, поэтому после объектива выходит несколько коллимированных пучков света (по числу щелей в марке 8).

Угловое расстояние между световыми пучками определяется расстоянием между щелями и фокусным расстоянием объектива 11 и предварительно определено с высокой точностью. Фокусное расстояние объектива 11 может, по крайней мере, в 10 раз превышать фокусное расстояние высокопреломляющего оптического элемента со сферической или цилиндрической преломляюшей поверхностгп. Поэтому коллимация световых пучков после объектива 11 имеет значительно более высокую степень, чем в известных. устройствах. Это обстоятельство является очень важным, поскольку недостаточно хорошая коллимация светового пучка внутри высокопреломляюшего оптического элемента, а следовательно и значительная угловая апертура светового пучка приводят к тому, что для разных лучей пучка углы падения различны, а следовательно различны и коэффициенты отражения R, что снижает чувствительность и точность измерения.

Коллимированные световые пучки направляют на блок, состоящий из отрицательных плосковогнутых линз 12, 13 и высокопреломляюшего оптического элемента 14.

Линзы и высокопреломляюший оптический элемент имеют одинаковые показатели преломления и радиусы кривизны смежных поверхностей. Пространство между ними может быть заполнено,иммерсионной жидкостью. Проходя это пространство, световые пучки не изменяют своей расходимости и направления и падают на рабочую поверхность 15 элемента под углами р< и,. Использование в устройстве полусферического элемента в сочетании с плосковогнутыми линзами позволяет изменять углы падения у в широких пределах (20 — 70 ) для выставления оптимального значения этих углов, при котором достигается максимальная чувствительность. При этом сохраняется высокая степень коллимации светового пучка (1), не достигаемая при использовании одиночного полусферического или полуцилиндрического элемента, используемых в изв»стных устройствах.

Две прозрачные зоны 4 и 5 диафрагмы 3 находятся в передней фокальной плоскости объектива 7. Центр рабочей поверхности элемента 15 совмешен с задней плоскостью

623143

Bud 4

15 иг.

Составитель H. Гусева

Текред О. Луговая Корректор Д.Мельниченко

Тираж I I I2 Подписное

Редактор В. Смирягина

Заказ 4898 42

Ll I)HHI IH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открыл ий

I l3035, Москва, OK-35, Раугиская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 элемент, два фотоприемника и два измерителя отношения, входы которых подключены к соответствуюгцим фотоприемникам, а выходы — к вычислительному устройству.

4. Устройство по и. 2, отличающееся тем, что на входе и выходе высокопреломляюгцего оптического элемента установлены отрицательные плоско-вогнутые линзы, показатель преломления и радиус которых равны соответственно показателю преломления и радиусу этого элемента, причем линзы жестко связаны соответственно с объективами коллиматора и фотоприемного устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

I. Харрик Н. Спектроскопия внутреннего отражения, М. 1970, с. 176 — 177.

2. Золотарев В. М. и др. Приставка для получения спектров нарушенного полного внутреннего отражения НПВО, ОМП, 1О,М<> 8 !966 с, 24 28