SU1179170A1 - Пол ризационный рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражени - Google Patents

Пол ризационный рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражени Download PDF

Info

Publication number
SU1179170A1
SU1179170A1 SU843717866A SU3717866A SU1179170A1 SU 1179170 A1 SU1179170 A1 SU 1179170A1 SU 843717866 A SU843717866 A SU 843717866A SU 3717866 A SU3717866 A SU 3717866A SU 1179170 A1 SU1179170 A1 SU 1179170A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
light beam
polarization
light
filter
mirror
Prior art date
Application number
SU843717866A
Other languages
English (en)
Inventor
Анатолий Иванович Пеньковский
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3771
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3771 filed Critical Предприятие П/Я А-3771
Priority to SU843717866A priority Critical patent/SU1179170A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1179170A1 publication Critical patent/SU1179170A1/ru

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

ПОЛЯРИЗАЦИОННЬП РЕФРАКТОМЕТР НАРУШЕННОГО ПОЛНОГО ВНУТРЕННЕГО ОТРАЖЕНИЯ (НПВО), содержащий источник света и последовательно расположенные по ходу пучка света формирователь коллимированного монохроматического пучка света, включающий конденсор, разделитель пучков света и светофильтр, пол ризационный фильтр, модул торы разности фаз и азимута преимущественной пол ризации, элемент НПВО и зеркала, закрепленное на одном из плеч параллелограмма, механически св занного с лимбом углоизмерительного устройства, а также оптически св занный с разделителем пучков света фотоприемник, выход которого электрически соединен через усилитель с входом двигател , механически св занного с параллелограммом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в устройство введены объектив с фокусным рассто нием f , установленный между разделителем пучков света и светофильтром, а также ограничивающа  диафрагма диаметром D , равным диаметру рабочего пучка света , разделитель пучков света выполнен в виде непрозрачного зеркала с отверстием диаметром d в зеркаль ном слое и установлен в фокальной (Л плоскости объектива,-а пол ризационный фильтр вьшолнен в виде дво копреломл ющей призмы с углом раздвоени  взаимно ортогональных пол ризационных пучков 90 arctg и закреплен неподвижно таким образом , что плоскости пол ризации пада ющих пучков составл ют углы - 45 ° с плоскостью падени , причем ограничивающа  диафрагма установлена между дво копр(еломл ющей призмой и модул тором разности фаз на рассто нии f от зеркала, удовлетвор ющем условию

Description

Изобретение относитс  к оптикомеханическим приборам и предназначено дл  измерений методом нарушенно го полного внутреннего отражени  (НПВО) вещественной части комплексного показател  преломлени  г исследуемых сред, например жидкостей (дл  большинства которых показатель поглощени  зРг находитс  в пределах 2 г 0,02) относительно известной среды, например стекла. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измеренийпоказател  преломлени  прозрачных и поглощающих сред. В предлагаемом устройстве применение неподвижной двулучевой преломл ю щей призмы с углом раздвоени  В , arctg -3- в сочетании с- разделителем света в виде диафрагмы диаметром d, установленной в фокусе f объектива и в сочетании с диафрагмой диаметром J) , равным диаметру рабочего пучка, котора  установлена со стороны элемента НПВО на рассто нии I / D(2tge) от отражающего зеркала, позвол ет решить важную задачу: дл  падающего на элемент НПВО пучка света призма Волластона  вл етс  линейным пол ризатором с азимутом плоскости пол ризации , например +45 к плоскости пад ни , в то же врем  дл  отраженного дважды от элемента НПВО пучка света эта же призма  вл етс  линейным анализатором с азимутом плоскости пропускани  взаимно ортогональным по отношению к падающему пучку, т.е. -45° Это позвол ет использовать дву-; кратное отражение дл  НПВО (автоколлимационный вариант схемы), что приводит к повышению чувствительности и точности измерений показател  преломлени  сред методом НПВО, а также благодар  смещению в пространстве взаимно ортогональных по плоскости пол ризации пучков света применить зеркальное разделение пучков света практически без потерь световой энергии , что приводит к повышению чувствительности и точности измерений. На чертеже изображена принципиальна  схема предлагаемого пол ризационного рефрактометра НПВО. Устройство содержит источник света 1, формирователь коллимированного монохроматического пучка света, состо щего из конденсатора 2, диафрагмы 3, наход щейс  в фокусе объектива 4 с ф 1 702 усным рассто нием f , и светоильтра 5, пол ризационную дво копреломл ющую призму Волластона 6, магнитооптический модул тор 7, элемент НПВО, например, в виде стекл нной призмы 8 с углами рабочих боковых граней (Г соприкасающейс  с исследуемой средой 9, за которым закреплено , например, с помощью параллелограмма 10 с микрометренным винтом 11 зеркало 12. Диафрагма 3 одновременно служит разделителем прошедших и отраженных пучков и выполнена, например в виде стекл нного кубика, склеенного из двух призм, на диагональную плоскость одной из которых нанесено непрозрачное зеркальное покрытие с отверстием в центре диаметром d . Модул тор 7 возбуждаетс  переменным током частоты «- , например от сети. Пол ризационна  призма Волластона 6 имеет угол раздвоени  пучков В arctg и закреплена неподвижно так, что плоскости пол ризации падающих пучков имеют углы ± 45° с плоскостью падени , а один из раздвоенных пучков  вл етс  рабочим пучком . За дво копреломл ющей призмой 6 находитс  ограничивающа  диафрагма 13, отверстие которой равно диаметру D рабочего пучка света, и она установлена на таком рассто нии L от зеркала, что выполн етс , условие 1 5 D(2tgB). За диафрагмой 13 установлен неподвижно модул тор 14 разности фаз, например электрооптический , наведенные оси которого совпадают соответственно с плоскостью раздела сред и плоскостью падени . Модул тор 14 возбуждаетс  переменным электрическим полем той же частоты сО , что и магнитооптический модул тор 7. Амплитуда и фаза возбуждени  модул тора 14 выбраны так, что в любой момент времени относительное приращение разности фаз между р- и 5-компонентами падающего пучка света равно удвоенному относительному приращению азимута линейной пол ризации этого же пучка, но с обратным знаком. Одно из плеч параллелограмма 10 св зано с лимбом 15 углоизмерительного устройства, которое содержит пентапризму 16, объектив 17, сетку .18 и окул р 19. Со стороны наклонной зеркальной поверхности диафрагмы 3 пучков установлен фотоприемник 20, который через избирательный усилитель 3 21 электрически св зан с реверсивны двигателем 22. Двигатель 22 через редуктор 23 механически св зан с ми крометренным винтом параллелограмма 10. Пол ризационньй рефрактометр НПВ работает следзпощим образом. Сформированный элементами 1-5 коллимированный монохроматический пу чок света падает на призму Волластона 6 и под углом J3 раздваиваетс  на два пучка с взаимно ортогональной ориентацией плоскостей пол ризации, которые в свою очередь составл ют углы - 45 с плоскостью падени . Один из раздвоенных пучков проходит диафрагму 13, модул тор 14, модул тор 7, отражаетс  от границы раздела известной среды призмы 8 с исследуемой средой 9, зеркалом 12 пучок возвращаетс  обратно, повторно отражаетс  от границы раздела сред 8-9, снова проходит модул торы 7 и 14, призму Волластона 6. Другой раздвоен «ьш пучок задерживаетс  диафрагмой 13 и в работе не участвует. Если исследуемое вещество 9 прозрачное ( Д- света с рабочей длиной волны Д , а угол падени  оС равен критическому углус(р , при котором после отражени  не происходит измене ний состо ни  пол ризации линейно пол ризованного света, то объективом 4 свет фокусируетс  в плоскости отверсти  диафрагмы-разделител  3 и возвращаетс  в сторону источника « света 1. Если среда 9  вл етс  погло щающей (ЗС2 /0) или угол падени  с 5 о крПри любых значени х Зв , то возвращаемый на призму 6 свет по состо нию пол ризации отличаетс  от исходного рабочего пучка и призмой 6 снова раздел етс  на две компоненты . Одна из компонент по-прежнему проходит диафрагму 3, а друга  объективом 4 фокусируетс  на зеркальном слое диафрагмы 3 в стороне от его от версти  и, отража сь от него, направ л етс  на фотоприемник 20. Фотоприем ник .20 воспринимает свет интенсивности J , измен ющейс  по закону j.2o.(.o 2VaC05&-2f -(2 w2 4 o-5 n2$-cos 2ro )-siria)t|j где - интенсивность непол ризованного света, падающего на призму Болластона 6, R - энергетический коэффициент 704 отражени  оптической систе- . мы; f),S относительные изменени  азимута восстановленной линейной пол ризации и разности фаз между р- и 1 -компонентами пол ризованного света после отражени , /(и) - амплитуда и частота модул ции состо ни  пол ризации модул торами 7 и 14. Если угол падени  света оС меньше псевдокритического оС,р arcsif | in2- x, где п и as - относительные показатели преломлени  и поглощени , то в результате эффекта преобладани  двойного относительного измерени  азимута восстановленной линейной пол ризации 24, над относительным изменением разности фаз S при двукратном отражении от границы раздела сред 8-9 переменна  составл юща  частоты л; сигнала фотоприемника 20 по фазе будет такой, как фаза возбуждени  модул тора 7. А если о то в результате преобладани  относительного изменени  разности фаз § над азимутом 2 переменна  составл юща  сигнала фотоприемника 20 по фазе будет такой же как фаза возбуждени  модул тора 14, т.е. отличатьс  на TI рад по сравнению с рассмотренными случа ми. Переменна  составл юща  сигнала фотоприемника 20 усиливаетс  избирательным усилителем 21 и подаетс  на обмотку управлени  двигател  22, который через редуктор 23 вращает микрометренный винт 11 и тем самым измен ет угол падени  о в направлении , соответствующем углу . При о( , когда 2 S- 0,17, в спектре сигнала фотоприемника 20 исчезает перва  гармоника частоты « и двигатель 22 останавливаетс . Зна-чение « поворота призмы 8 с жидкостью 9 определ ют с помощью лимба 15, изображение которого объективом 17 переноситс  в плоскость сетки 18 и наблюдаетс  с помощью окул ра 19. Истинное значение псевдокритического угла падени  с/«р определ ют) по формуле - 2: ,р г-si.(ei:) . Значение измеренной вещественной асти 2 комплексного показател  преомлени  П2 - п -7 2определ ют по ормуле П, - п,

Claims (1)

  1. ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ РЕФРАКТОМЕТР НАРУШЕННОГО ПОЛНОГО ВНУТРЕННЕГО ОТРАЖЕНИЯ (НПВО), содержащий источник света и последовательно расположенные по ходу пучка света формирователь коллимированного монохроматического пучка света, включающий конденсор, разделитель пучков света и светофильтр, поляризационный фильтр, модуляторы разности фаз и азимута преимущественной поляризации, элемент НПВО и зеркало, закрепленное на одном из плеч параллелограмма, механически связанного с лимбом углоизмерительного устройства, а также оптически связанный с разделителем пучков света фотоприемник, выход которого электрически соединен через усилитель с входом двигателя, механически связанного с параллелограммом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены объектив с фокусным расстоянием f , установленный между разделителем пучков света и светофильтром, а также ограничивающая диафрагма диаметром D , равным диаметру рабочего пучка света, разделитель пучков света выпол нен в виде непрозрачного зеркала с отверстием диаметром d в зеркаль- § ном слое и установлен· в фокальной плоскости объектива,.а поляризационный фильтр выполнен в виде двоякопреломляющей призмы с углом раз двоения взаимно ортогональных поляризационных пучков 90 > β arctg и закреплен неподвижно таким обра зом, что плоскости поляризации падающих пучков составляют углы S 45 с плоскостью падения, причем ограничивающая диафрагма установлена между двоякопрёломляющей призмой и модулятором разности фаз на расстоянии Г от зеркала, удовлетворяющем условию L>zl>zD(2tg В) 1 , где L - максимально допустимое удаление ограничивающей диафрагмы от зеркала.
    SU ,,, 1179170
SU843717866A 1984-03-29 1984-03-29 Пол ризационный рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражени SU1179170A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843717866A SU1179170A1 (ru) 1984-03-29 1984-03-29 Пол ризационный рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражени

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843717866A SU1179170A1 (ru) 1984-03-29 1984-03-29 Пол ризационный рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражени

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1179170A1 true SU1179170A1 (ru) 1985-09-15

Family

ID=21110171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843717866A SU1179170A1 (ru) 1984-03-29 1984-03-29 Пол ризационный рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражени

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1179170A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Молочников Б,И,, Морозов В,Н. Методы и аппаратура отражательной пол ризационной рефрактометрии, Обзорна информаци ЦНИИТЭИ приборостроени , Вып, 2ТО-4, М, 1981, с, 35-37. Lluesma ЕЕ., Pela СА and Wilmaus J. A new automatic ellipsometer, - Surface Science, v, 56, 1976, p, 189-195, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4492436A (en) Polarization independent beam splitter
KR100225923B1 (ko) 이상 회절 간섭계
US4534649A (en) Surface profile interferometer
GB2120781A (en) Investigation of a surface
US4902888A (en) Optical fiber sensor
US4762414A (en) Static interferometric ellipsometer
JPS59171819A (ja) 光フアイバハイドロホン
US4640615A (en) Liquid refractometer
US4798468A (en) Interference apparatus for detecting state of wave surface
US5774218A (en) Laser Doppler velocimeter with electro-optical crystal
GB2109545A (en) Surface profile interferometer
SU1179170A1 (ru) Пол ризационный рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражени
CN115541203A (zh) 一种楔形双折射器件相位延迟量测量光路及测量方法
JPH024864B2 (ru)
US5184010A (en) Spectrum modulation encoding sensor system for remotely detecting a physical magnitude, and operating by reflection
SU1226198A1 (ru) Рефрактометр нарушенного полного внутреннего отражени
JP2964467B2 (ja) 多重反射素子
SU932219A1 (ru) Двухлучевой интерферометр
SU1383108A1 (ru) Спектрофотометр
RU1770849C (ru) Способ ориентации одноосных оптически прозрачных кристаллов
SU1272258A1 (ru) Способ измерени высокого напр жени и устройство дл его осуществлени
SU1155921A1 (ru) Рефрактометр пол ризационный
SU1100541A1 (ru) Рефрактометр дл анизотропных кристаллов
SU1422208A1 (ru) Автоколлимационное углоизмерительное устройство
SU1104399A1 (ru) Способ измерени показател преломлени среды