Устройство для измерения абсолютных коэффициентов отражения

СООЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК г 9) ЦИ 51)4 С 0 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ и АН МССР(54)(57) У АБСОЛЮТНЫХ содержащее положенные ческую сис ст я опо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт прикладной физ ТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРКОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАИЕисточник излученияпо ходу излученияему для формирован ного и измерительного с держателемобразца автоколлимационных каналов,фотоприемник, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерений, в измерительный автоколлимационный канал введено вогнутоезеркало, а держатель образца снабженмеханизмами, обеспечивающими его вращение и перемещение вдоль оси вращения, при этом вогнутое зеркало расположено за держателем образца по ходуизлучения на двойном фокусном расстоянии от держателя образца и снабженомеханизмом поворота, имеющим общую сдержателем образца ось вращения исвязанным кинематически с механизмом,обеспечивающим вращение держателя образца.Изобретение относится к обласги исследования материалов оптическими методами и может быть использовано для автоматического измерения спектрального распределения абсолютного коэффициента зеркального отражения при различных углах падения и коэффициента прапускания в широком температурном и спектральном диапазоне.Цель изобретения - повышение точности измерений.На фиг. 1 представлена оптическая схема устройства для измерения абсолютных коэффициентов отражениями на фиг.2 - механизмы для держателя образца и вогнутого зеркала.Устройство содержит источник 1 излучения, светоделитель 2, модулятор 3, электромотор 4, неподвижное вогнутое зеркало 5, поворотное вогнутое зеркало 6, подвижку 7 с прикрепленным к ней исследуемым образцом 8, Фотаприемник 9, кинематический узел 10 и гониометр 11.Элементы 2, 3 и 5 образуют опорную автокаллимационную систему, а элементы 2, 3, 8 и 6 - измерительную автокаллимационную систему. Обе автаколлимвционные системы (опорная и измерительная) разделены во времени с помощью общего для них модулятора .3Светоделителем 2 служит тон;:ая плоскопараллельная пластина из оптического материала, прозрачного в спектральной области измерений., которая работает как на пропускание, так и на отражение в двух автоколлимационных системах.Кроме того, вогнутое зеркало 6 установлено на расстоянии, равном его двойному Фокусу от исследуемого образца 8, связано при помощи кинема"ическаго узла 10 с подвижкой 7 для исследуемого образца 8 и может и.ворачиваться из положения 1 в пол,я;ние 11 относительно оси, перпендикулярной к падающему на исследуем тй образец 8 излучению и совпадающей с его отражающей поверхностью.С помощью кинематически связанной с вогнутым зеркалом 6 подвижки 7 прикрепленный к ней исследуемый образец 8 может быть введен или выведен из светового луча ( положение 111 и 17 соответственно).Вогнутые зеркала 5 и 6 имеют аналогичные оптические параметры, расположены на равных оптических путяхот светоделителя 2 и установлены принулевых углах к падающему на нихизлучению.5 Гониометр 11 имеет жесткую механическую связь с осью поворота кинематически связанных между собойподвижки 7 с исследуемым образцом 8и вогнутого зеркала 6 и служит дляизмерения углов падения излучения наисследуемый образец 8, который вовремя измерений коэффициента отражения или пропускания остается неподвижным,15 Устройство работает следующим образомПучок света от источника 1 излучения с помощью светоделителя 2 расщепляется на два пучка (пропущенный 20 и отраженный лучи) и поочередно вовремени с помощью модулятора 3 пропускаетея в опорную и измерительнуюавтоколлимационные системы. В первый момент времени световой пучок по падает в опорную автоколлимавноннуюсистему, где, отразнвшись от неподвижного вогнутого зеркала 5, проходит светоделитель 2 и попадает нафотоприемник 9. Величина выходного ЗО сигнала М, фотоприемника 9 для опорной автаколлимационной системы приэтом равна, М, . К 3( -ьг (,35где- коэффициент пропорциональнос 1ти3 - сила света источника излуче-ния,4 Оь - коэффициент пропускания светоделителя",г, - коэффициент отражения неподвижного вогнутого зеркала 5.Во второй момент времени световойПучок попадает в измерительную автоколлимационную систему, где последовательно отражается от исследуемогообразца 8, поворотного вогнутогозеркала 6, снова от исследуемого5 О образца 8, светоделителя 2 и попадает на фотоприемник 9. Величина выхрднаго сигнала М 2 фотоприемника 9 дляизмерительной автоколлимационнойсистемы при этом равнагде К - коэффициент пропорциональности,210090 Заказ 513/53Подписное б"л,л(а Я 3 13 - сила света источника излуче.ния,,акоэффициент пропускания све тоделителя 2гу - коэффициент отражения поворотного вогнутого зеркала 6,лл - коэффициент отражения исследуемого образца 8.Оптические параметры вогнутых зеркал аналогичны, т,е.= г = г и М = М, Л, откуда"М Лм,При измерении коэффициента зеркального отражения при различных углах падения Ы исследуемый образец 8 на подвижке 7 и вогнутое зеркало 6, связанные с помощью кинематического узла 10 между собой и гониометром 11, одновременно разворачиваются относительно оси, перпендикулярной к падающему на исследуемый образец 8 излучению и совпадающей с его отражающей поверхностью. При развороте исследуемого образца 8 на угол ы кинематический узел 10 обеспечивает поворот .вогнутого зеркала на необходимый угол 2. Диапазон изменения углов падения на исследуемый образец 8 лежит от некоторого начального угла падения м , отличного от нуля, вплоть до (90 -м). Отсчет углов падения производится с помощью гониометра 11.Для контроля идентичности двух автоколлимационных систем вогнутое зеркало 6 разворачивается из положения 1 в положение 11, а исследуемый образец 8, прикрепленньп 4 к подвижке 7, выводится последней из светового луча и занимает положение 111. В этом случае сигнал на выходе приемника 9 излучения представляет собой поправку к измеряемой величине, определяющую идентичность двух антоколлимационных систем оптического устройства.Предлагаемое устройство позволяетпроводить измерения коэффициента пропускания, для этого вогнутое зеркало 6 разворачивается на угол (180- 2 м), занимая при этом положение 11, а исследуемьп образец 8 устананлива ется нормально или под небольшим углом к падающему на него излучению.При этом аналогично измерению коэффициента зеркального отражения выходной сигнал с фотоприемника 9 для опорной автоколлимационной системы равен д, а для измерительной автоколлимационной системы М К 3 (1-ь 1 2 г,Тгде- коэффициент пропорциональности,сила света источника излучения,м - коэффициент пропускания све тоделителя 2;- коэффициент отражения поноротного вогнутого зеркала 6,Т - коэффициент пропускания исследуемого образца 8.Оптические параметры ногнутыкзеркал аналсгичтнь, т.е. г г,:г иМ:Л 1,а откуда Т "а 4 РЛ ЛМ,При низкотемпературных измеренияхкоэффициентов отражения и пропускания подвижка 7 и прикрепленный к нейисследуемый образе 1 8 располагаютсян оптическом криостате, Компенсацияоптической среды окон криостата осуществляется установкой аналогичных 40оптических окон в двух автоколлимационных системах. Филиал Ш 1 П "Патент",г.ужгород, ул.Проектна