Устройство для измерения абсолют-ных коэффициентов отражения

Устройство для измерения абсолют-ных коэффициентов отражения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 06. 02. 79 (21) 2724464/18-25 (511М. Кл. с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

G 01 N 21/55

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 1503.81. Бюллетень N910

Дата опубликования описания 150381 (53) УДК 35. а (088. 8) ? (72) Авторы изобретения

B.H.Äoíåöêèõ и В.В.Соболев с

Ф (1

Институт прикладной физики АН Молд)ва 2й ССР- . l (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНЫХ

КОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для автоматического измерения спектрального распределения абсолютного коэффициента зеркального отражения различных объектов при комнатной и низких температурах в широкой спектральной области.

Известно устройство для иэглерения абсолютных коэффициентов отражения, содержащее источник света, оптическую систему для формирования двух световых каналов, включающую вспомогательные плоские, вогнутые зеркала и оптические зеркальные коммутаторы, фотоприемник (1 ).

Однако это устройство довольно сложно, имеет недостаточную точность, поскольку требует периодического перемещения исследуемого образца.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения абсолютных коэффициентов отражения, содержащее источник света, оптическую систему для формирования двух световых каналов, разделенных во времени и включающих синхронно подвижные зеркала, фотоприемник 2(.

Недостатком известного устройства являются большие энергетические потери из-эа наличия шести вспомогательных отражений в каждом световом канале, отсутствие полной идентичности световых пучков в этих каналах (по интенсивности), обусловленное разницей в величинах рабочих площадок оптических элементов световых каналов.

Это не дает возможность его использования для точных измерений, особенно в ультрафиолетовой области спектра, где абсолютный коэффициент отражения оптических элементов мал.

Цель изобретения — повышение точности измерения абсолютного коэффици15 ента отражения в .широкой спектральной области.

Эта цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник света, оптическую систему для формирова20 ния двух световых каналов, разделенных во времени и включающих синхронно подвижные зеркала, фотоприемник, в оптической системе световые каналы выполнены одинаковой длины и снабжены, по крайней мере, двумя идентичными парами синхронно подвижных и неподвижных плоских зеркал с попарно равными углами отражения.

На фиг.1 представлена принципиаль30 ная схема устройства; на фиг.2 — схе813204 ма формирования двух идентичных световых каналов.

Устройство содержит источник 1 света, дна неподвижных плоских зеркала

2 и 3 и два подвижных плоских зеркала

4 и 5, которые могут синхронно перемещаться (показано пунктиром); исследуемый образец б размещается на холодопроводе н криостате 7 с входным оптическим окном 8, для оптической компенсации которого предусмотрен компенсатор 9. Световой поток регистрируется Фотоприемником 10.

Устройство работает следующим образом.

Монохроматический световой поток от источника 1 света попеременно во времени с помощью пары подвижных плоских зеркал 4 и 5 делится на дна световых канала, При измерении интенсивности отраженного от исследуемого образца б света монохроматический световой поток с помощью подвижного плоского зеркала 5 направляется через входное оптическое окно 8 криостата 7 на исследуемый образец б, отражается под углом, близким к нормальному, проходит еще раз оптическое окно 8 и направляется на подвижное плоское зеркало 4, отражаясь от которого попадает на фотоприемник

10. При измерении интенсивности падающего на исследуемый образец б света монохроматический световой поток попадает на неподвижное зеркало

2, отражается от него, проходит компенсатор 9, отражается от неподвижного плоского зеркала 3 и далее распространяется н том же направлении, что и отраженный световой поток от исследуемого образца.

Непосредственное определение ве личины абсолютного коэффициента зеркального отражения и (л) = Iр (л) / Iu (Л) из измеренных значений I (ë) и Iо (<), где Iz(л) — интенсивность света, отраженная исследуемым образцом, 1н (л) — интенсивность света, падающего на исследуемый образец, осуществляется н электронном блоке обработки сигналов (на оптической схеме не показан).

Углы отражения двух пучков света от плоских зеркал 2-5 в световых каналах попарно равны между собой,т.е. угол отражения зеркал 3, 5 равен ( а зеркал 2 и 4 равен Р .Этим достигается одинаковая степень поляризации световых потоков в каждом из световых каналов, исключается влияние зависимости коэффициента отражения зеркал от угла отражения на интенсивность обоих световых потоков. При заданном угле отражения Т от исследуемого образца б угол отражения зеркал 3 и 5 определяется как сС =

90О - $/2 > угол отражения Р> зеркал

2 и 4 выбирается так, чтобы выполнилось неравенство оС))5 > У/2. В общем

Формула изобретения

55 случае угол отражения ) может быть выбран различным, но постоянным для данной оптической cxerы.

Плоские зеркала 2-5 для уменьшения погрешности измерений алюминируются одновременно.

Одинаковая длина двух световых пучков достигается при выполнении условия АО+ОЕФЕА=АВ+ВС+СГ+ГА. При заданных значениях длин АВ, ВС, CF u FA величина AD определяется из выражеAB+BC+CF+FA

1+sin 1/sin0(+s(n+/tg +co Ч" где Ч = 180 — (oC+8).

При измерениях спектрального распределения коэффициента зеркального отражения (CPK30) исследуемый образец, например монокристалл германия, устанавливается на холодопронод в оптический криостат и юстируется в нем до получения на фотоприемнике одного и того же оптического изображения от двух однонаправленных световых потоков. Необходимое при автоматических измерениях периодическое синхронное перемещение двух плоских зеркал 4 и 5 (с частотой I = бб Гц) осущестнлялось с помощью двух электромеханических вибраторон, которые упранлялись электронным блоком. При сканировании по длинам волн, разделенные во времени электрические сигналы, пропорциональные отраженной и падающей на исследуемый образец интенсивностям (lp (Л) и In(Л) соответстненно), полученные с фотоприемника, автоматически обрабатывались в электронном блоке с регистрацией абсолютной величины СРК30 непосредственно в процентах. для прецизионных измерений СРК30 оба разделенных во времени световых канала необходимо точно отъюстиронать и скомпенсировать. B случае двух вспомогательных плоских зеркал в каждом из световых каналов это можно выполнить точнее и проще.

Предлагаемое изобретение позволяет увеличить точность измерений абсолютного коэфФициента отражения в несколько раз за счет уменьшения потерь светового потока в двух световых каналах, особенно в ультрафиолетовой области спектра.

Равенство спектральных характеристик обоих световых каналов, их идентичность по интенсивности и поляризации дает возможность производить пряМую безэталонную прецизионную регистрацию СРКЗО с высокой точностью и скоростью.

УстройстНо для измерения абсолютных коэффициентов отражения, содержа813204 щее источник света,.оптическую систему для формирования двух световых каналов, разделенных во времени и включающих синхронно подвижные зеркала и фотоприемник, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в оптической системе световые каналы выполнены одинаковой длины и снабжены по крайней мере, двумя идентичными парами

Тираж 907 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4 синхронно подвижных и неподвижных плоских зеркал с попарно равными углами отражения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СИИ М 4040750, кл.G 01 4 2211//4488, опублик.1977.

2. Авторское свидетельство СССР

М 401914, кл.G 01 N 21/48, 1974 (прототип):