Двулучепреломляющий компенсатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5) ГОСУДАРСТВЕННЬй КПО ИЗОБРЕТЕНИЯЫ ИПРИ ГКНТ СССР ИТЕТКР Ь ТИЯ Ы Е,"1 ИЯ МЛЯЮЩИИ КОМОП КСАН И Е И ЗС) БРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1328780, кл. О 02 В 5/30, 1987,М,Борн, Э,Вольф, Основы оптики, МНаука, 1970, с,759,(57) Изобретение относится к техническойфизике, в частности к технике оптическихполяризационных измерений. Цель изобретения - увеличение углового поля зрения Изобретение относится к технической физике, а именно к технике оптических поляризационных измерений, и может быть применено в оптических поляриметрических устройствах,Известны полимерные компенсаторы, содержащие подвижный и неподвижный элементы с замороженным, наведенным двулучепреломлением, Они могут выполняться с равномерным полем зрения, Однако для точных измерений такие усгройства непригодны вследствие недостаточного постоянства разности хода по полю зрения, Кроме того, полимерные компенсаторы с замороженным двулучепреломлением, как правило, обладают временной нестабильностью оптических характеристик (" краевой эффект").Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому компенсатору является компенсатор Солейля, имеющий равномерное поле зрения и содержащий компе сатора, Двулучепре 1 омляющии компенсатор содержит подвижный и неподвиж" ный клинья с Одинаковы 1 и углами из двулучепреломляющего материала, Одноименные главные направления которых ьзаимно г;-рпендикулярны, а тонкие края обращены в одну сторону Компенсатор может содержать третий клин из изотропнои. материала с показателем преломления, близким к показателям преломления первых дв х клиньев, тонкий край которого Обращен в сторону, противоположную тонким краям первых двух клиньев, а угол клина близок к сумме углов первых двух клиньев.1 з,п.ф- .ы, 3 ил. подвижнь;й и неподвижный клинья с Одинаковыми углами и плоскопараллельную пластину из двулучепреломляющего материала, Одноименные главные направления в клиньях параллельны, а тонкие края обращены в поотивоположные стороны. Недостатком компенсатора является малое угловое поле, что ограничивает его применение классом задач, где исследуемый обьект Освещается пучком малой сходимости, Недостато Гность углового поля связана с наличием до,.лнительной плоскопараллельной пластины.Цель изобоетенияувеличение углового поля компенс,";тора и повышения точности измерений.Указанная дель достигается тем, что в двулучепрелсмляющем компенсаторе, выполненном из двулучепреломляющего материала и содержащем два клина с одинаковыми углами, один из которых соединен с приводом перемещения, а одно 170051310 15 20 25 30 35 40 45 50 именные главные направления в клиньях ориентированы взаимно перпендикулярно, при этом тонкие края обращены в одну сторону, Компенсатор содержит третий клин из изотропного материала с показателем преломления, близким к показателям преломления первых двух клиньев, причем тонкий край этого клина обращен в сторону, противоположную тонким краям первых двух клиньев, а угол равен сумме углов первых двух клиньев, Изотропный клин может быть соединен с любым из двуплечепреломляющих клиньев. Благодаря сочетанию указанной выше ориентации главных направлений с взаимным расположением двулучепреломляющих клиньев их совокупность по своему действию эквивалента плоскопараллельной пластине переменной толщины, как в компенсаторе Солейля, В то же время для получения нулевой разности хода и изменения ее знака не требуется дополнительная плоскопараллельная пластина, содержащаяся в компенсаторе Солейля, Исключение этой пластины приводит к расширению углового поля.На фиг.1 - 3 представлены варианты выполнения компенсатора,Компенсатор содержит два клина 1 и 2 с одинаковыми углами а, выполненные из двулучепреломляющего материала. Клин 1 Соединен с приводом перемещения, Точкой и чертой показана ориентация одного из главных направлений(например, совпадающего с оптической осью). Углы клиньев 1 и 2 равны между собой, а их значение определяется так же, как у компенсатора Солейля, конкретными характеристиками компенсатора, в том числе диапазоном и погрешностью измерений компенсатора. Например, отечественный серийный компенсатор Солейля КСс диапазоном измерения +5 интерференционных порядков и погрешностью измерений 2 нм имеет клинья с углом 37, При прохождении через компенсатор, представленный на фиг,1, пучок отклоняется на угол 2 а(п.1), где и - показатель преломления, Поскольку это отклонение небольшое (как правило, меньше 1 ) в большинстве задач, для решения которых используют компенсатор, оно не влияет ни на точность, ни на другие характеристики прибора. Однако в некоторых случаях компенсатор устанавливается в оптическую схему, где отклонение пучка недопустимо, так как снижает точность измерений. В основном это схемные решения, в которых компенсатор в процессе измерения поворачивается относительно неподвижной плоскости изображения, Это в свою очередь приводит к тому, что измеренное значение разности хода приписывается другой точке объекта, т.е. снижается точность измерений. Для устранения отклонения пучка и тем самым повышения точности измерений компенсатор выполняют из трех клиньев, На фиг.2,3 представлены два варианта выполнения компенсатора. Помимо двулучепреломляющих клиньев 1 и 2, входящих в компенсатор, показанный на фиг.1, компенсатор содержит клин 3 из изотропного материала. В представленных вариантах клин 3 связан с подвижным клином 2. Угол клина 3 определяется из условия минимизации отклонения пучка после прохождения компенсатора, При выполнении клиньев из кристаллического кварца (по-п 820,009 в средней части видимого спектра) клин 3 может быть изготовлен из стекла КЯ или стекла УОС 2 с углом, равным удвоенному углу двулучепреломляющего клина, Компенсатор изготовлен с клиньями из кристаллического кварца на +5 интерференционных порядков, Углы кварцевых клиньев - 1" 10, Неподвижный кварцевый клин соединен со стеклянным клином с углом 220. Световое отверстие компенсатора 10 мм, Получено угловое поле 10, что в 1,5 раза больше углового поля компенсатора с такими же характеристиками, выполненного по известной схеме,Компенсатор работает следующим образом.Компенсатор освещается поляризованным излучением. В самом общем случае состояние поляризации описывается эллипсом, оси которого совпадают с гла вными напоавлениями компенсатора, а эллиптичность характеризует разность хода исследуемого объекта, т.е. измеряемую разность хода Л. При прохрждении через компенсатор эллиптичность излучения изменяется, Количественно изменение зависит от вносимой компенсатором разности хода Л, которая определяется смещением подвижного клина от нулевого положения (Л к = 0). При произвольном положении подвижного клина компенсатор действует как плоскопараллельная двулучепреломляющая пластина с эквивалентной толщиной 1, равной разности толщин клиньев, и ориентацией оптической оси, определяемой более толстым клином (Лк = 1 з(по-пе Измерение состоит в нахождении положения подвижного клина, при котором удовлетворяется соотношение Л- Лк = О, При этом ,выходящее из компенсатора излучение становится линейно поляризованным под углом 90 к плоскости пропускания анаТираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ри ГКНТ СССР ьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Производственно-из лизатора, Вследствие этога интенсивность излучения за анализатором становится минимальной, Взаимно перпендикулярная ориентация одноименных главных направлений клиньев и обращение их тонких 5 краев в одну сторону позволяет сохранить равномерное поле зрения и исключить дополнительнуа плоскопараллельную пластину. Поскольку толщина б этой пластины в нулевом положении компенсатора равна 10 суммарной толщине клиньев, а зависимость углового поля у от суммарной толщины двух двулучепреломляющих элементов близка к виду 20, исключение пластины при сохранении геометрии клиньев увели чивает р в Г 2, Следовательно, при одинаковых с прототипом характеристиках и оптимальной толщине клиньев угловое поле данного компенсатора в 1,5 раза выше, Предложенное решение эксперименталь но опробовано, Получено угловое поле 10 О, что позволяет использовать предложенный компенсатор совместно с серийным полярископом - поляриметром ПКС 25 с диффузным освещением исследуемого объекта.Формула изобретения 1. Двулучепреломляющий компенсатор, выполненный из двулучепреломляющего материала и содержащий два клина с одинаковыми углами, один из которых соединен с приводом перемещения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения углового поля, клинья установлены так, что одноименные главные направления в клиньях взаимно перпендикулярны, а тонкие края .клиньев обращены в одну сторону.2, Компенсатор по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, компенсатор содержит третий клин из изотропного материала с показателем преломления, близким к показателям преломления первых двух кличьев и расположенный так, что его тонкий край обращен в сторону, противоположную тонким краям первых двух клиньев, а угол данного клина равен сумме углов первых двух клиньев,