Поляриметр для определения разности хода методом компенсации сенармона

Союз Советскни Соцналнстнческнк т еспублнк(22) Заявлено 04 присоедине осударстиенный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23 оритет тень М 2 10.07,8 Опубликовано 0707.80. Бюл 5.568. 1088. 8) описани опубликов 2) Авторизобретения Е. И. Эдельштейн а Тр им,ого К А. Жд Ленинградский ордена Ленина и орде Знамени государственный университе аявител ногова(54) ПОЛЯРИ ТР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗНОСТИ ХОДАДОМ КОМПЕНСАЦИИ СЕНАРМОНА Если в момент компенсации в длине волны, выделенной составным светофильтром, свет других длин волн, входящих в,спектр газоразрядной лампы, не будет достаточно погашен, тО не, - льзя будет точно определить положение анализатора, дающее темноту. Поэтому качество составного светофильтра, выделяющего требуемую длину волны, очень сильно влияет на точность компенсации.Известен способ выбора марок сте-. кол и их толщин для выделения одной длины волны 1. Критерием для этого выбора служит коэффициент чистоты равный отношению энергии, получаемой приемником света в выделяемой длине волны к сумме энергии, получаемой во всех длинах волн. Сорта стекол для светофильтров и их толщины выбираются так, чтобы коэффициент чистоты был как можно ближе к 100, но чтобы при этом коэффициент пропускания в выделяемой длине волны был достаточно велик.В научной зарубежной) и пат другиеспособы опред свето фильтров не о Газ в таки ких дл ной иратуреметров(отечественентной литееления параписаны. Изобретение относится к области техники оптико-механических приборов, а более конкретно к приборам, измеряющим оптическую разность хода в свете .газоразрядных ламп методом компенсации Сенармона.оразрядные лампы, используемыех приборах, дают свет несколь",ин волн. Для точного измерения 10 разности хода надо выделить свет одной, нужной длины воины с требуемой степенью чистоты. Это достигается при помощи светофильтров, как правило составных. ИСущность метода компенсации Сенармона состоит в том, что эллиптически поляризованный свет, выходя" щий из исследуемого объекта, пройдя четвертьволновую пластину, определен-К ным образом ириентированную, превращается в плоскополяризованный, плос-кость пропускания которого повернутапо отношению к первоначальному положению на угол пропорциональный вели чине измеряемой разности фаз, Этот угол измеряют, поворачивая анализатор до наступления темноты, Таким образом, можно определить величину измеряемой разности фаз. ЗбУказанный способ не может быть применен для определения толщин светоФильтров,входящих в прибОры, измеряющие разности хода методами компенсации, положение которой определяетсяпо наступлению темноты, так как в момент компенсации энергия, получаемаяприемником света в выделяемой светоФильтром длине волны, доводится донуля, благодаря чему и коэффициентчистоты также стремится к нулю, независимо от состава светофильтров.Таким образом, известный в литературе способ выбора сортов стекла светофильтров и их толщин не может обеспечить получение точных измерений методом компенсации. 15Целью изобретения является устранение указанного недостатка и обеспечение воэможности достижения заданнойточности компенсации по методу Сенармона при наибольшем коэффициенте про Опускания в выделяемой длине волны.Поставленная цель достигается тем,что в известном способе нахождениятолщины светофильтров по измерениямспектральных коэффициентов поглощения, известным спектральным яркостямисточйика света и спектральной чувствительности приемника света, предварительно, по этим данным, отбираютмножество толщин, которые удовлетворяют новому критерию качества светофильтров и затем, в отобранном множестве, находят толщины оптимального светофильтра по наибольшему значению коэффициента пропусканця.В качестве нового критерия прини мается отношение суммы энергий, получаемых приемником света в моменткомпенсации во всех длинах волн кэнергии, получаемой приемником в длине волны, в которой производится ком пенсация, на пределе заданной точности измерений, Для того, чтобы можно было получить заданную точностькомпенсации О, нужно чтобы это отношение было меньше единицы, В противном случае фон будет больше, чемнаименьшая величина, которую мы хотим измерить. Поэтому измерение с такой точйостью будет невозможным. Прикомпенсации по методу Сенармойа ука"ванный критерий имеет следующий видез 3(Х) ч(3)т (А).с (л) 5 ю ждЬ=3 Ь)Ч(А 7 СИ "Р )юпО. где Э (Л) - энергия излучения источни 55ка света в длине волны Л;Ч(Х) - чувствительность приемникасвета в той же длине волны;Ь)-Т (Ц-коэффициенты пропускания бОв длине волны А светофильтров, входящих в составной; йо 1 ЧЙо), - те же величины, относящи- ЬРо.,ХщРо 1 еся к выделяемой длиневолны Ха, . 65 6) - точность компенсации метоРдом Сенармона;- измеряемая разность хода.Измерив спектральные коэффициен,поглощения выбранных сортов стекла,нужно определить толщины этих стеколтак, чтобы удовлетворяя критерию .качества светофильтров1, обеспечить требуемую точность компенсации.Для данных сортов стекла светофильтров, входящих в составной, может существовать множество комбинаций ихтолщин, удовлетворяющих указанномукритерию качества, Оптимальным будетсоставной светофильтр из числа удовлетворяющих этому критерию, у которого будет наибольший коэффициент пропускания в выделяемой длине волны.На чертеже представлена оптическая схема поляриметра.Схема содержит источник света 1,(газоразрядная лампа); составной светофильтр 2, определенный указаннымвыше способом, выделяющий свет нужной длины волны с заданным значениемкоэффициента качествами конденсор 3,создающий пучок параллельного света,освещающего объект 5 у поляризатор 4;исследуемый объект 5, пластинка 6 Л(4соответствующим образом ориентированная по отношению к поляризатору;анализатор 7; объектив 8, создающийна сетке 9 изображение исследуемогообъекта и интерференционной картины;сетка 9; окуляр 10.Проводимые на поляриметрах исследования поляризационнооптическим методом, в котором компенсация по методу Сенармона является основным спо-.собом измерений, позволяют определятьразмеры и конфигурации деталей машини сооружений, обеспечивающие ихпрочность при минимальных размерахи весе.В качестве примера примененияпредлагаемого поляриметра приводитсяследующий. В указанном выше прототипе рекомендуется для селенового фотоэлемента в качестве приемника энергии ряд комбинирозанных светофильтров для выделения из спектра ртутилинии в 546 нм. Из числа рекомендованных наибольший коэффициент частоты (99,1 Ъ) дает светофильтр, состоящий из стекол ОС, ПСи СЗС,каждый толщиной в 5 мм. Указано, чтотакой светофильтр дает коэффициентпропускания в выделяемой длине волныв 40,1.Для рекомендованных прототипомтолщин точности 9=10 разности ходав 9 порядков и, используя известныекоэффициенты спектрального поглощения, получается коэффициент качестваравный 224 92 вместо величины меньшей, чем единица,Таким образом, такой светофильтрне дает возможности компенсироватьс точностью в 10. Можно показать,/46374 оставитель В. ВанторинТехред И. Асталош Коррек гул Редактор И, К Заказ 3937/35 е раж 56 одписное комитета СССРоткрытийская наб., д. 4/ ЦНИИПИ Государственно по делам изобретений 035, Москва, Ж, РаПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал что он позволяет компенсировать методом Сенармона только с точностью в 230, что в большиистве случаев совершенно недостаточно.Применив предлагаемый способ, мы получили другие толщины тех же сор тов светофильтров (ОС-1 мм, ПС-10,8 мм, СЗС,8 мм), которые дают для 9 = 10 и разности хода в 9 порядков, 1 : 0,97. При этом коэффициент пропускания в выделяемой длине волны равен 51,4 вместо 40,1% по Каталогу.Таким образом, благодаря изменению составного светофильтра,предлагаемый поляриметр даст чувствительность в 15 раз большую, чем прототип. 15 Формула изобретения Поляриметр для определения разности хода методом компенсации Сенармо на, содержащий источник света, составной светофильтр, конденсор, четвертьволновую пластинку, анализатор, объектив, сетку и окуляр, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 25 повышения точности измерений, составной светофильтр выполнен из выбранных сортов стекла с толщинами его элементов, удовлетворяющими следующим условиям. 30 Коэффициент качества Ь должен бытьменьше единицы з(л)чл 1 с(л 1, .т" (ммРчсю(-"- - 1З(А, 1 Ч(,Л Ю(Л )6 И Юв 9Л , где Э (Л) - энергия измерения источ"ника света в длине волйыЛ;Ч (Х) - чувствительность прием"ника света в той же длиневолны;(:(О.;С (М-коэффициенты пропусканияв длине волны Хсветофильтров, входящих в составной;.)Ло,Ч(Л,Д- те же величины относящиГ(Л,Дп еся к выделяемой длиневолны Л,иО - чувствительность компенсации методом Сенармонад - измеряемая разность хода;а коэффициент пропусканияМ в выделенной длине волныЛ )(Л 1=С(Ь Я"(Л 1:С"ОДмаксимален. 1 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Каталог цветного стекла. М., Машиностроение, 1967, с. 16 (прототип)