Дифференциальный поляриметр

(50 НИ к а 77 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСНОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт физики АН БССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 550563, кл, С 01 1 4/04, 1977.Патент СИА Р 3602597,л. С 01 М 21/21, 1971.(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО. ПОЛЯРИМЕТР (57) Изобретение относится к област оптического приборостроения, в част ности к технике измерения оптическо вращения плоскости поляризации свет гироанизотропными средами, Цель изо ретения состоит в повьппении точност измерения углов поворота плоскости поляризации в гироанизотропных раст ворах. Это достигается за счет компенсации сдвигов фаз ортогональных,компонентов световой волны при последовательных отражениях от зеркал5, 7, 8, 9 системой четырехкратногоотражения с взаимно перпендикулярнымпоследовательным ходом лучей, а такжеза счет размещения ячейки 6 сравнениявнутри указанной системы между зеркалами 5 и 7, Дифференциальный поляриметр содержит также оптически связанные и последовательно установленныеперед системой четырехкратного отражения источник 1 монохроматическогосвета, светособирающую систему 2, поляризатор 3 и измерительную ячейку 4, ЯПосле системы четырехкратного отраженна установлены анапнаатор 1 О н Щото- Шэлектрическая система 11 регистрации,1 ил 1 табл.48 2 1 13038Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в пищевой, химической промышленности, медицине, биологии, мине,ралогии, фармацевтике, а также в техобластях науки и техники, где необходимо проводить высокоточные измерения и контроль вращения плоскости поляризации различными веществами и материалами,1 ОЦель изобретения - повышение точ.ности измерений углов поворота плоскости поляризации в гироанизотропных.растворах,На чертеже цредставлена оптическаясхема дифференциального поляриметра. Дифференциальный поляриметр включает в себя следующие оптически сопряженные элементы: источник 1.моно хроматического света, светособирающую систему 2, поляризатор 3, измерительную ячейку 4, расположенную перед системой четырехкратного отражения, первое зеркало 5, расположенное на, 25 оптической оси под углом 45 к ней, ячейку 6 сравнения, расположенную внутри системы четырехкратного отражения после первого зеркала, второе 7 и третье 8 зеркала, смещенные отно сительно оптической оси и размещенные своими плоскостями параллельно ей и .перпендикулярно друг другу, четвертое зеркало 9, установленное на пути луча, отраженного от третьего зеркала, перпендикулярно первому зеркалу, анализатор 10 линейно поляризованного света, установленный на пути луча, отраженного от четвертого зеркала, фотоэлектрическую систему 11 регистрации прошедшего света, 11 онохроматический свет от источника 1, пройдя светособирающую систему 2, попадает на поляризатор 3, после чего световой луч становится линейно поляри зованным, Линейно поляризованный свет проходит через измерительную ячейку 4 с гироанизотропным раствором, вследствие чего плоскость его поляризации поворачивается на угол Ч и далее попадает на первое зеркало 5 системы четырехкратного отражения, дающее сдвиг фазы между Б и Р компонентами световой волны в 7. Проходя затем через ячейку 6 сравнения с гироанизотропным раствором, световой луч изменяет азимут своей поляризации по отношению к начальному на угол Ч, -Ц, где ц - угол поворота плоскости ноляризации раствором сравнения. После второго 1, третьего 8 и четвертого 9 зеркал системы четырехкратногоотражения на анализатор 10 падаетсветовой луч с азимутом поляризации(,-с, Вращая анализатор, находят такое его положение, при котором интенсивность света, падающего на Фотоэлектрическую систему 1 регистрации,равна нулю или максимальна, Угол поворота анализатора по отношению кего исходному положению, при которомв отсутствии растворов в обеих ячейках наблюдается полная скрещенностьили максимальная раскрешенность поляризатора и анализатора, равен измеряемому, разностному углу Ю, - Ц .П р и м е р, Для проведения дифференциальных спектральных измеренийуглов поворота плоскости поляризацииизготовлено устройство, содержащеесоосно расположенные ксеноновую лампу и двойную дифракционную решетку,являющиеся источником монохроматического света, светособирающий кварцевый конденсор, призму Рошона, являющуюся поляризатором, выходную диафрагму, измерительную ячейку в видеплавленокварцевой кюветы с длиной оптического пути 0,2 см, систему четырехкратного отражения из четырех напыленных алюминием кварцевых стеколс расположенной в ней после первогозеркала ячейкой сравнения в виде плавленокварцевой кюветы с длиной оптического пути 0,2 см, а также последовательно расположенные анализатор ввиде призмы Рошона и фотоэлектрическую систему регистрации прошедшегосвета, представляющую собой фотоэлектрический умножитель с компенсационным усилителем, соединенным через реверсивный двигатель с анализатором ирекордером,Дифференциальные изменения угловповорота плоскости поляризации в гироанизотропных растворах проводят дляводно-ацетоновых растворов феофитина(естественная смесь его изомеров А и- мольА,концентрации 3 10 , обладаюлщих естественной гиротропией и линейной оптической анизотропией, наведенной естественным гравитационным полем Земли,В таблице суммированы результаты дифференциальных измерени углов поворота плоскости поляризации; (р7.Измерения Независимые Предлагаемое ус ройствоРезультат измерения Ошибкаизмерения ОшибРезультат измерения еэультат Ошибзмерения каиз- меренияГ ка из мерения С (град) недиффе- ренциаль- ные+37 ВНИИПИ Заказ 1296/40 Тираж 777 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 13038 суммарного (недифференциального измерения); ( - обусловленного линейным дихроиэмом; Я - обусловленного гиротропией, в длине волны 698 нм с использованием извеетного устройства и предлагаемого и независимые прямые измерения по известной методике с использованием дихрографа Лазсо.В известном устройстве измерительная кювета и кювета сравнения распо лагаются вертикально. В предлагаемом дифференциальном поляриметре иэмери тельная кювета располагается вертикально, а кювета сравнения - горизонтально. 151(ак следует из таблицы, погрешность дифференциального измерения углов поворота плоскости поляризации в растворе феофитина за счет наведенного земным гравитационным полем ли нейного дихроизма (линейное двупреломление в максимуме полосы поглощения с % = 698 нм пренебрежимо мало) составляет 687.Погрешностьизмерения угла поворота плоскости поляризации при этом составляет 707., В случае применения предлагаемого дифференциального поляриметра погрешность дифференциальных измерений составляет + 37,48 4т,е. обычную экспериментальную погрешность для данного класса приборов. Формула изобретения Дифференциальный поляриметр, содержащий оПтически связанные источник монохроматического света, свето- собирающую систему, поляризатор, измерительную ячейку, систему четырехкратного отражения с взаимно перпендикулярным последовательным ходом лучей, анализатор и фотоэлектрическую систему регистрации, а также ячейку сравнения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений углов поворота плоскости поляризации в гироанизотропных растворах, система четырехкратного отражения выполнена в виде четырех зеркал, причем первое зеркало установлено на участке оптической оси, проходящей через измерительную ячейку, второе и третье зеркала размещены параллельно указанному участку оптической оси, четвертое зеркало установлено перпендикулярно первому, а ячейка сравнения расположена между первым и вторым зеркалами.