Устройство для измерения коэффициента отражения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 0 4 С 01 Н 21/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С точннка 1 вая полно проходит призму 6, испыт отражение, многократно от исследуемого образца 17 и 19 и попадает на п лучения. Полученный сигвнивается с сигналом 1 е 2, когда в поток сравнения, Коэффицие ражаетс и гране ник 2 и ал 1 сра а приемник ны призмы введент отраж тельство СССРЯ 21/55, 1984.ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФВ= Г.- 1 (1 - Е) /(21,Кфициент отраженияпервых от источники входных граней втеме сравнения и втеме, превышаюшейсобность материалаготовлены призмы. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИВ 4ПРИ ГКНТ СССР(71) Могилевский машиностроителный институт(57)тельповышфици УСТРОЙСТВО ДЛЯНТА ОТРАЖЕНИЯИзобретение относится к иэмерой технике. Цель изобретенияение точности измерения козфнта отражения, Излучение от и), где К - коэфвыходных граней а излучения призм торых призм в сисизмерительной сисотражательную споиз которого изИзобретение относится к измерительной технике и может применяться в исследованиях и точках измерения коэффициента отражения поверхностей.Цель изобретения - повьппение точности измерения коэффициента отраженияНа Фиг. 1 представлена схема устройства при работе с введенной в пу чок излучения приэменной системой сравнения; на Фиг. 2 - схема устройства при работе с введенной в пучок излучения измерительной призменной системой;.на Фиг. 3 - зависимость 5 относительной погрешности измерения коэффициента отражения исследуемой поверхности от коэффициента отражения выходных граней первых от источника излучения призм и входных гра ней вторых призм.Устройство содержит источник 1 излучения, приемник 2 излучения, призмы 3 и 4, составляющие призмен" ную систему трехкратного полного 25 внутреннего отражения с воздушным промежутком, исследуемый образец 5 и призмы 6 и 7, исмметрично расположенные в пучке излучения относительно исследуемого образца, образующие измерительную призменную систему.Система сравнения выполнена в виде оптической системы, состоящей иэ четырехгранной призмы 3 с двумя гра" нями 8 и 9 полного внутреннего отражения и двумя другими гранями, входной 10 и выходной 11, перпендикулярными к оптической оси пучка, и четырехгранной призмы 4 с одной гранью 12 полного внутреннего отражения и двумя гранями, входной 13 и выходной 14, также перпендикулярными к оптической оси пучка, Выходная грань 11 призмы 3 и входная грань 13 призмы 4 выполнены с коэффициентом отражения, превышающим отражательную способность материала, из которого изготовлены призмы 3 и 4.В измерительной призменной системе симметрично расположены в пучке излучения относительно образца 5 одинаковые призмы 6 и 7. Призма 6 выполнена в виде четырехгранной призмы с тремя рабочими гранями. Грань 15 полного внутреннего отражения, входная 16 и выходная 17 грани55 перпендикулярны к оптической оси пучка, В призме 7 грань 18 полного внутреннего отражения, входная 19 и вы тт,тт о1 а)- интенсивность источника 1 излучения; где 1- коэффициенты.пропускания граней 10,1,13 и 14 соответственно;- коэффициент отражения граней 11 и 13. Затем призмы 3 и 4 выводятся из пучка, а на их место устанавливается измерительная призменная система с исследуемым образцом 5 между призмами 6 и 7. Излучение от источника 1 проходит через призму 6, испытывая одно полное отражение, многократно отражается от исследуемого образца 5 и граней 17 и 19 и проходит на при-, емник 2 излучения через призму 7; претерпевая полное отражение. Сиг" нал, снятый с,приемника 2, можно представить в виде бесконечной геометрической прогрессии, сумма кото- рой ходная 20 грани перпендикулярны к оптической оси учка. Выходная грань 17 призмы 6 и входная грань 19 призмы 7 выполнены с коэцфициентом отра" жения, превьппающим отражательную способность материала, из которого изготовлены призмы.Измеряемая плоскость исследуемого образца параллельна грани 9 полного внутреннего отражения призмы 3 в системе сравнения, Призмы 3,4,6,7 выполнены из одного и того же материала, в оптические длины пути в воздушных промежутках равны между собой.Устройство работает следующим образом.В рабочий пучок вводится.призменная система 3 и 4 сравнения, Излучение от источника 1 проходит призмы 3 и 4, претерпевая три раза полное внутреннее отражение внутри призмы и многократное отражение между гранями 11 и 13, после чего попадает на приемник 2 излучения. Сигнал 1 снятый с приемника 2 можно представить в виде бесконечной геометрической прогрессии, сумма которой1448250 дК пропуска6,17,19,венно; ЙКх где ,Ь Йу, производная вы) по 1, 1 к К енин 1 отдо 3 стна отражения образца; ражения ( при измен оответствен тражени аксим льна 1оши К с а иэм тветс виду то Для йК ны между соб одного и тог ивы следую ЙК 1 Кх Й 1, 1 +КЙКк-- Д 1Й 1 о нно квадКпокоэффио обр тное уравчают формиента отца 5 я получтносителопределисслед Решение ь ния Д 1 К( -К ЬтЬа аа 1 о 1+ Кжени КК х.у т Ь К 0 сительная погрешно результата (1) оп улеь полу" деляетс мерения в сонног общая погтветствии шность(и + 1) При и на отраж отражени френеля аю я оп еломле Ди.-4 ностью что ДК до т можн гд каэатель преломл я мате- готовле его и а, из которого тражающая иове е до четверто а ость знак где Т, Тб,Тт Тв - коэфФициент ния граней 20 соответс К - коэффициент исследуемог К, - коэффициент граней 17 ичто грани параллельй и призмы выполнены и же материала, справед равенства Т Т, Т Та, Т= Т, Т= Та,еляя отношение сигналучают: Д 1Величина - будет определяться1основном пульсациями мощности источника 1. При использовании, напримерв качестве источника 1 излучения лазера ЛГ-1, для которого величинапульсаций мощности не превышает 5 Хмощность излучения не менее 8 мВт плучают ормальном падении излучени ую поверхность коэффициен в соответствии с Формуло деляется по Формуле рения 1венно.получают, ч1 Кх(1 +аа+ КаК Например, если призмы 3 - 7 изготовлены из стекла с показателем преломления и = 1,5, то Погрешность опредлучае ранна где Ди - погрешность опоказателя пр Прии = 1,5 ДК = 0,155 14487.50 6Точность определения ЬК при изме- собность материала, из которого иэрении коэффициента отражения К гра- готовлены призмы, можно произвестиней 11,13,17,19 после их выполнения известными методами, например, путемс коэффициентом отражения превыша 15многослойного покрытия этих гранейющим отражательную способность мате- диэлектрическими слоями с различнымириала, из которого изготовлены прнз- показателями преломления. Этот метод.мы, имеет такой же порядок, позволяет достигнуть коэффициентаВ указанных условиях относитель- отражения 0,98-0,99,ДК%э иная погрешность -- измерения коэффиФормула и з о б р е т е н и яциента отражения исследуемого образца 5 (фиг.,3) уменьшается с увеличе- Устройство для измерения коэффинием К и при К = 0,9 составляет циента отражения по авт. св 111191786,0,75%; при К = 0,99 составляет 0,07%, 15 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,тогда как для известного устройства с целью повышения точности измерения,при К0,04 она составляет 704%. выходные грани первых от источникаВыполнение выходных граней пер- излучения призм и входные грани втовых от источника излучения призм и рых призм в системе сравнения и ввходных граней вторых от источника с о измерительной системе выполнены спризм в системе сравнения и в иэмери- коэффициентом отражения, превьппающнмтельной системе с коэффициентом отра- отражательную способность материала,жения, превьнпающим отражательную спо- иэ которого изготовлены призмы. 4 хО Р 1еУ оставитель Ю, Гринева ехред Л. Олийнык Карре В. Бутяга едактор И. Заказ 6840/ аж 8 Подписное Госуд ственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ри ГКНТ ССС оизводственно;полиг еское предприятие, г. од, ул ектная,