Способ измерения оптической активности

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскеемСоциалистическимРеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1) Дополиительиое к авт, свид-ву -2) Заявлено 140175 (21) 2097087/25(53) М. Кл.601 М 21/ с присоединением заявки-Гасударственный номитвСовета Министров СССРво делам нэобретвннйи отнрытий178, Бюллетеньта опубликования описания 0901,7 72) Авторы изобретени. А. Роко ител Всесоюзный научно-исследовательскИй институт физико-технических и радиотехнических иэмере 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКОИ АКТИВНОСТИ пл ро етво отражений после оптически активное го луча обозначить Й уча Й , то возможныЕсли колич хождения скво щество для од а эля другого дующие случаи Если измен но ественн то ле объедсл б 2+ 1, где Ю = 0,1, нне азимута луча вы й оптической активн инения лучей меняет имутов на угол 2 т . фВвастью естпоснос гих Изобретение относится к поляризационно-оптическим способам измерения.Известные способы ээзмерения оптической активности 1 Ц 2( основаны на пронускании через исследуемый образец 5 линейно-поляризованного луча и измерении угла поворота плоскости поляризации. При этом используют различные технические средства; модуляторы, компенсаторы, приемники и источники нзлу- т 0 чения. Общими недостатками известных .способов являются невысокая точность и ограниченный диапазон измерения. Наиболее близким к предложенному является способ измерения оптической активности, заключающийся в пропуска нии линейно-поляризованного луча через образец и измерении угла поворотаоскости поляризации посредством осу ществления равного, но притивоположного по эна 1 су поворота плоскости поляризации 31. Однако и в этом случае ди апазон и точность измерения ограниче" ны, кроме того, сказывается влияние магнитооптического вращенияС целью повышения точности измерения через образец. пропускают дополнительный линейно-поляризованный луч во встречном основному направлении и 2измеряют разность углов поворота плоскости поляризации обоих лучей.Предложенный способ основан на том, что при зеркальном отражении меняется система координат отраженного луча на протипоположную, Поэтому, если сквозь оптически активное вещество, создающее поворот направления колебаний элек трического вектора (в общем случае изменение азимута луча) на угол Ф, проходят два луча друг другу навстречу, которые затем объединяют.с помощью зеркальной системы, то азимуты выходных лучей меняются на угол + ,причем знак (направление вращения) зависит от направления вращения оптически активного вещества и количества отражений после прохождения луча сквозь оптически активное вещество.нитная оптическая активность не меняет разность азимутов лучей.2, Н.-Й 2 К, где К =0 12,В этом случае картина противоположная: естественная оптическая активность не меняет разность азимутов выходных лучей на угол 2 ФТаким образом, предложенный способпозволяет разделить влияние естественной и магнитной оптической активностипри их одновременном действии.На чертеже приведена схема устройства, с помощью которого может бытьреализован предложенный способ,Устройство содержит лазер 1, элект рооптический модулятор 2 эллиптичностилуча, два глухих зеркала 3,4, светоделительную призму 5 с двумя полупроз-рачными параллельными плоскостями,ЭлектрооптичеСкий кристалл б; фазовые 20пластинки Л/4 7,8, поляризаторы 9,10,фотоприемник 11, узкополосный усилитель 12, схему 13 обратной связи и регистрирующее устройство 14.Устройство работает следующим обра зом. Луч лазера проходит через модулятор 2, в качестве которого применен электрооптический кристалл, ось кото п рого повернута на 45 относительно направления колебаний электрического вектора линейно-поляризованного луча лазера, и становится эллиптнчески поляризованньаи с модулированной эллип тичностью. Верхняя полупрозрачная плоскость светоделительной призмы 5 делит луч на два луча одинаковой интенсивностиО и Ог,которые с помощью глухих зеркал 3 и 4 направляются сквозь исследуемый объем 15 навстречу друг другУ.Фазовые пластинки Л/47 н 8 преобразуют эллиптически поляризованные лучи с модулированной эллиптичностью в линейно-поляризованные смоду"45 лированным поворотом направления колебаний электрического вектора. На выходе устройства получают два луча, направления колебаний электрических век- торов которых устанавливаются парал лельными между собой с помощью электрооптического кристалла 6, Нарушение пИРаллельности происходит при введении исследуемого вещества, обладающего естественной оптической активнос - тью, в исследуемый объем 15. При этом88 направления колебаний электрических векторов выходных лучей разворачиваются в разные стороны относительно своего первоначального положения на угол Ч ,В результате сложения лучей Ои И на нижней полупрозрачной плоскости светоделительной призмы 5 после прохождения их через поляризаторы 9, 10, которые пропускают взаимно перпендикулярные составляющие, интенсивностью излучения, попадающего на фотоприемник, описывается выражением:ф 1+ 510 О 1 п 2 - - / зф 2 1 О.2 Дгде А - амплитуда излучения лазера,- измеряемая величина,о д - фазовые смещения между обыкновенными и необыкновеннымисоставляющими лучей, создаваемые соответственно модулятором 2 и электрооптическимкристаллом 6.Из уравнения следует, что посколькуд=М , где Й-частота, на которуюнастроен модулятор 2 и узкополосныйусилитель 12, устройство работает врежиме нуль-индикатора. Компенсацияосуществляется с помощью электрооптческого кристалла 6 при условии 9-при этом на выходе усилителя 12напряжение равно нулю. На кристалл напряжение подается от схемы 13 обрат"ной связи, на выходе которой подключено регистрирующее устройство 14.Данное устройство предназначено дляизмерения естественной оптической активности, причем магнитная оптическаяактивность на выходной сигнал не вли-яет. Для измерения магнитной оптической активности необходимо добавить одно глухое зеркало так, чтобы лучи описывали квадратную траекторию (вместотреугольной) . В этом случае выходнойсигнал зависит лишь от магнитной оптической активности, причем естественная оптическая активность на выходнойсигнал не влияет.Устройство, реализующее предложенный способ, можно создать на основе кольцевого интерферометра,причем количество зеркал определяет реакцию выходного сигнала на естественную или магнитную оптическую активность, Применение интерференции лучей позволяет выполнить поляриметр без анализатора.Формула изобретенияСпособ измерения оптической актив" ности, заключающийся в пропускании линейно-поляризованного луча через образец и измерении угла поворота плоскости поляризации посредством осуществления равного., но противоположного пс знаку поворота плоскости поляризации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, через образец пропускают дополнительный 1 линейно-поляризованный луч во встречном основному направлении и измеряют разность углов поворота плоскости поляризации обоих лучей.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:553869 1,Бужинский А.Н, и Лейкин М,В,Оп 2.Патент США Р 3520617,кл.356-117,тико-механическая промышленность, 14,07.70.1971, 911, с.55-63, 3 36 ШруН, Е 1 ес 1 т т 11 с, 1972, 21, 1,9-12,ей Составитель А. Техред А.Богдан Орловская едакт ректор я.Гриценко 190/52ЦНИИПИ Госуда ний и ушска 113 лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж И рственного комите по делам изобрет 5, Москва, Ж, Р