Устройство для измерения коэффициента зеркального отражения

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 50 4 С 01 М 2155 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗЕРКАНЬНОГО ОТРАЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к прикладной оптике, в частности к приборам для исследования зеркальных поверхноатей, и может использоваться приизготовлении зеркал с высокой отражюшей способностью. Цель изобретенияповышение точности измерений, Сутьизобретения заключается в регистрации многократных отражений между исследуемой поверхностью и рабочимиэлементами фотодетектора. Эти элементы выполняются с одинаковым коэффициентом отражения. Первый и третий элементы равны по геометрическимхарактеристикам и подключены к измерительной схеме. Второй элемент имеет длину больше, чем длины первогои третьего элементов. Чем больше отражений от второго элемента совершипучок света, тем больше точность измерений интегрального коэффициентаотражения исследуемого зеркала. 2 ил07314 2 мы устройства. 40 45 -50 13Изобретение относится к прикладной оптике, в частности к оптическим приборам для исследования спектров отражения зеркальных поверхностей, и может быть использовано для контроля качества изготовления зеркал с высокой отрая;ательной способностью,Цель изобретения - повышение точности измерений коэффициента зеркального отражения исследуемой поверхносНа фиг.1 изображена оптическая схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - конструктивная реализация фотодетектора.Оптическая схема устройства содержит (фиг.1) источник 1 светового монохроматического излучения, коллимирующую систему 2, входную регулируемую щель 3, фотодетектор 4 и исследуемый образец 5. В качестве источника 1 могут быть использованы как монохро маторы, так и оптические квантовые генераторы. Параллельность входного светового потока достигается за счет коллимирующей системы 2, установленной. после источника 1 излучения.Входная щель обеспечивает выделение из суммарного пучка необходимой величины светового потока и с этой целью выполнена с возможностью регулирования.Конструктивная реализация фотодетектора 4 показана схематически в разрезе на фиг,2, К металлическому основанию 6, служащему одним общим электродом, припаивается пластинка 7 монокристалла кремния п-типа. Наружная поверхность пластинки покрывается защитным слоем 8 ВО , в котором дпя осуществления частичного отражения светового луча от внешней поверхности элемета протравливаются сквозные окна. Прогрев заготовки в атмосфере. газа, содержащего соединения бора, позволяет создать диффу" эионный слой 9 р-Б, на который напыляется электрод 10 из золота или алюминия. Используя разнообразные по форме шаблоны для протравки сквоз ных окон 10 в защитном просветляющем слое Я 02, можно получить фотодетекторы с несколькими регистрирующими элементами. 5 Ю 5 20 25 30 другого вентильного фотоэлемента,работающего в фотогальваническом режиме.Рабочим регистрирующим параметром каждого фотоэлемента детектораслужит ток, протекающий в цепи нагрузки при освещении р-и-перехода(слой 7 и 9 на фиг.2). Для измерениятока можно использовать М токоизмерительных приборов (Б-количество рабочих элементов фотодетектора) илиодин прибор, который последовательноподключается к каждому фотоэлементу.Техническое решение данной задачинесложно и принципиального значенияне имеет,Исследуемый образец 5 (фиг.1) устанавливается на некотором расстоянии 2 от фотоприемника. Таким образоммежду отражающей рабочей поверхностьюфотодетектора и исследуемой поверхностью образца создается пространст"во многократных отражений световоголуча. Линейные размеры рабочих элементов фотодетектора 4 при данномугле падения светового луча подобраны таким образом, что световой луч,сканируя пространство многократныхотражений, каядый раз отражаетсятолько от центрапьной части каждогорегистрирующего элемента фотодетектора, Это предполагает выполнениенекоторого геометрического соотношения между элементами оптической ахеОптимальный режим работы устройства соответствует коэффициенту отражения рабочей поверхности каядого фотоэлемента К=50%. При этом элемент регистрирует половину падающего нанего светового потока, а вторая половина направляется на исследуемуюповерхность, Такая отражающая способность может быть достигнута при высоком классе обработки рабочей поверхности или путем применения металлических отражающихпокрытий.Нижний предел отражающей способностиК определяется условиями и качеством обработки поверхности, Добитьсязначения К=30-40% практически несложно как при ручной, так и при ме.ханической шлифовке и полировке отражающего слоя. Значение к=35% выб Регистрирующая система 11 фотодетектора, применяемого в предлагаемом устройстве, принципиально не отличается от регистрирующей системы любого рано с учетом того, что при минималь" ном количестве отражений луча от фотодетектора (т.е, при двух отражениях) световой поток не ослаблялся более, чем на порядок. Это обеспечиКоэффициен точке паде следуемую считан по (3. + 1)-гооверхнос показани ктора лементо 3 1 3073 вает технически приемлемый режим работы устройства даже в том случае, когда достигаемый положительный эффект минимален.Устройство работает следующим об 5 разом.Фотодетектор устанавливается параллельно к плоскости исследуемого образца на таком удалении от нее, что световой луч от источника 1, 19 пройдя коллимирующую систему 2 и входную щель 3, испытывает последовательные отражения от каждого из Н рабочих элементов фотодетектора и от исследуемой поверхности (см.фиг,1). 15 На примере, изображенном на фиг.2, выбрано И=10. Каждый из десяти рабочих элементов подключен к внешнему регистрирующему устройству, т.е. осуществлена. возможность регистрации 2 О световой энергии, поглощенной при каждом отражении луча от поверхности фотодетектора. Обозначим 6 - расстояние от фотодетектора до поверхности исследуемого образца; 1 - 25 линейные размеры рабочих элементов фотодетектора;- расстояние между рабочими элементами; О- угол падения светового луча. Для работы устройства необходимо выполнение 3 О условия14 ления ряда элементов квантовой электроники (лазерных зеркал, светоделителей и т,п.). Интегральный коэффициент отражения К может быть полу" чен на основании показаний первого и последнего рабочих элементов фотодетектораю Фо рмуляретеУстройство для измерения коэффициента зеркального отражения, содержащее последовательно установленные на геометрической оси источник светового излучения, коллимирующую систему и входную щель, фотодетектор, оптически связанный с источником светового излучения через измеряемый образец , а также регистрирующую систему, соединенную с фотодетектором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, фотодетектор установлен параллельно поверхности измеряемого образца и содержит три расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга независимые элементы, выпол-ненные с одинаковым коэффициентом отражения от 35 до 503, причем с ре- гистрирующей системой соединены первый и третий элементы фотодетектора, лигейные размеры второго элемента фотодетектора превышают линейные . размеры первого и третьего элементов, а геометрические параметры устройства удовлетворяют соотношениюгде и - показания соответствующих приборов, подключенных к данному 5 ( и х + 1) элементу фотодетектора;К - коэффициент зеркального отражения каждого из рабочих элементов фотодетектора,Таким образом, в предлагаемом 50 устройстве осуществлена возможность измерения "локального" коэффициента зеркального отражения, .что особенно важно для контроля качества изготов 55 где 3 - линейные размеры второго элемента фотодетектора:К - число отражений светового лу ча от второго элемента фотодетектора;- расстояние от фотодетекторао поверхности измеряемого образца;с - угол между геометрической сью и нормалью к поверхности перого элемента фотодетектора;112 - расстояние между элементамиотодетектора.1307314 7 иг Составитель Техред Л.сер акто си акаэ 1624 4 е по 13035, МПроизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная Тираж 777 Государственелам изобрете ва, Ж, Ра алечицва Корректор Л.Пилипенкос Подпиого комитета СССРий и открытийушская наб., д.4/5