Рефрактометр

(21 (22 (46 (71 уни (72 А.М (53 (56 мет телей зовых я п л.У 4 ий госудател стве В.Н.Стариржазовский о икии,улируе з полу фрактом Химия ендикузмереическ974,т ева В.Е, и ичный этал-Перо .,онныеферометеэ него.нции пур. Государственединицы показа 1 змерительнаяс 3-4 ныи теля техн реломления.а, 1985, У 4, личи твер и и миче н мления,ль изобретения интерференцио прелЦ иост метрН повьппение точго рефрактое СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ У - ,. - РЕСПУБЛИК АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМТ СССР 4469694/31-2504.08.8823,11.90. БюНовосибирскерситетА.С.НайденовРажев и Ю.В.Б535.24 (088,8Иоффе Б.В. Реды химии. - Л,1-244,РЕФРАКТОМЕТРИзобретение относится к измериой технике и может быть испольо в оптико-физических.и Физикоеских исследованиях для опредеобретение относится к области ительной техники и может быть ьзовано в области оптико-физии физико-химических исследодля определения абсолютных ве показателей преломления жидки ых и газовых сред, разности в ателях преломления различных х ких веществ, а также дисперсии равления изменения показателя фиг.1 изображена оптическая рефрактометра; на фиг.2 и 3 ления абсолютных величин показа : преломления жидких, твердых и га сред. Целью изобретения являетс вышение точности измерений пока преломления. Рефрактометр содер два интерферометра Фабри-Перо с иаковой областью дисперсии, рег мыми базамйи сопряженными чере прозрачное зеркало взаимно перл лярными оптическими осями. При и ниях исследуемьв 1 образец помещ один из интерферометров Фабри и сравнивают две интерференци картины, образующиеся в интер рах фабри-Перо с образцом и б Уравнивают порядки интерфере тем компенсации. оптического п показатель преломления опреде соотношения скомпенсированной ти хода лучей к толщине иссле образца. 5 ил. е, варианты выполнения;- системы интерференциосоответственно без обравнесении. Рефрактометр содержит интерферо" метр Фабри-Перо, образованный зеркалами 1 и 2, и дополнительный интерферометр Фабри-Перо, образованный зеркалами 3 и 4. Одно иэ зеркал основного интерферометра снабжено механизмом 5 линейного перемещения. Источник 6 монохроматического излучения оптически связан с обоими интерферометрами. Эти связи могут быть выполнены различным образом (фиг.2 и 3). Полупрозрачное зеркало 7, ус 1608508тановлено в месте пересечения осей интерферометров под углом 45 к ним или в месте пересечения выходящих из них лучей (фиг.2 и 3) и оптически5 связано с блоком 8 регистрации. На Фиг.2 входы интерферометров оптически связаны с источником 6 монохроматического излучения посредством полупрозрачного зеркала 9 и отражающих зеркал 10 и 11 Оптические оси устанавливают взаимно перпендикулярно за пределами интерферометров.при помощи отражающих зеркал 12 и 13. На фиг.3 оптические оси интерферометров пересекают при помощи одного отражающего зеркала 14. В основном интерферометре установлена кювета 15 для образца, Техническое решение по схеме на фиг.1 обеспечивает более компактную конструкцию, Размещение полупрозрачного зеркала 7 в месте пересечения взаимно перпендикулярных оптических осей обоих интерферометров под .углом 45 позволяет изменить направление распространениг.интерферирующих пучков и совместить обе интерференционные картины в одной плоскости в блоке 8 регистрации. Исследуемый образец, если это твердое тело, имеет вид плоскопараллельной пластины. В том.случае, если определеляется показатель преломления жидкой или газовой среды, она заключается в кювету 15 с плоскопараллельными окнами. В35 последнем случае области дисперсии обоих интерферометров выравниваются перед началом измерений в присутствии в одном из интерферометров кюветы 15 (без исследуемой среды). Сказанное справедливо также и при применении кювет в. схемах на фиг.2 и 3.Рефрактометр работает следующим образом.Излучение от монохроматического45 источника 6 направляется в интерферометр, образованный зеркалами 1 и 2, и одновременно с помощью полупрозрачного зеркала 7 - в дополнительный интерферометр, образованный зеркалами 3 и. 4. После прохождения обоих, интерферометров пучки лучей с помощью полупрозрачного зеркала 7 направляются в блок 8 регистрации, где можно наблюдать с помощью автокаллиматора (не показан) совмещенную от обо их интерферометров картину, представляющую собой две системы колец равного наклона. Перед началом измерений,в отсутствие в основном интерферометре образца, с помощью механизма 5линейного перемещения регулируют базы обоих интерферометров до совпадения в них значений длины оптическогопути, В этом случае расстояние дмежду зеркалами 1 и 2 равно расстоянию д между зеркалами 3 и 4, т.е.области дисперсии,Й обоих интерферометров при Й= д равны/ где п - показатель преломления среды, находящейся между зеркалами 1, 2и 3, 4. При этом в плоскости наблюдения блока 8 регистрации образуются две системы совпадающих друг с другом интерференционных колец (фиг.4), Погрешность совмещения интерференционных картин при визуальном наблюденни оценивается 3 10 интерференционной полосы. При фотоэлектрической регистрации относительная пог-Т решность уменьшается до 210, . После внесения в основной интерферометр исследуемого образца между зеркалами 1 и 2 появляется дополнительная разность хода лучей, вследствие чего область дисперсии этого интерферометра уменьшается. Это вызывает в плос" кости наблюдения относительное смещение систем интерйеренционнык колец от обоих интерферометров (фиг.,5), Уменьшая базу интерферометра перемещением зеркала 2 на величину 1, уравнивают области дисперсии обоих интерферометров, добиваясь совмещения обеих. систем интерференционных колец. Общая картина в. плоскости наблюдения возвращается к исходному положению, изображенному на фиг.4, После этого показатель преломления образца определяют по формулеи =(1+-1 - ) и1ОБ, 1 о(2) где 1, - величина изменения базыосновного интерферометра,компенсирующая оптическуюразность хода, после внесения образца;Ь - толщина исследуемого образца.Аналогично определяется показатель преломления жидкой или газовой среды, находящейся в кювете. Отличие состоит в том, что до начала измерен йП роп ти т ф к ст н т ле и ре лу из д анда тп.аПр м.из ерроде ел 1 то по и ре те н по из ло ср ре те 5 160850 базы обоих интерферометров фабриуравнивают с учетом оптическогов окнах кюветы.За счет сведения обеих систем инеренционных полос в одну плос 5 ь и их совмещения повышается точь определения показателя преломя. Основными составляющими погностей входящих в расчетную форму- (2) величин являются погрешности ерения показателя преломления вози (л 10 О ) и погрешности измереОдлин. Анализ этих погрешностейих значение, равное 64 10" при1,5, 1 = 20 мм, Ь =, 20 мм. енение в оптических схемах дляения длин лазерных интерферомет-, позволяет повысить точность опрения показателя преломления до 20 щ 10-иРефрактометр позволяет повысить ность определения оптического азателя преломления на 2-4 порядка начительно упростить процесс изме ий. При этом исключается влияние ературы на стабильность измересокращается время измерения и ностью автоматизируется процесс ерения оптического показателя преения твердых, жидких и газовых . Применение в оптической схеме актометра одновременно двух инерометров Фабри-Перо, позволяет 8 6производить сравнительный анализ раэ.личных химических веществ, дает возможность определять направление изменения показателя преломления. Формула изобретенияРефрактометр, содержащий источник монохроматического излучения, интерферометр Фабри-Перо, одно иэ зеркал которого снабжено механизмом линей-., ного перемещения, и блок регистрации, при этом вход интерферометра ФабриПеро оптически связан с источником монохроматического излучения, о т - л йч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в рефрактометр введены полупрозрачное зеркало и дополнительный интерферометр Фабри-Перо, аналогичный первому, установленный так, что его оптическая ось перпендикулярна оптической ,оси основного интерферометра фабриПеро, при этом полупрозрачное зеркало установлено под углом 45 к оптиа.ческим осям обойх интерферометров в месте пересечения этих осей, а вход дополнительного интерферометра Фаб-. ри-Перо оптически связан через полупрозрачное зеркало с источником моно- хроматического излучения,.при этом блок регистрации установлен на выходе дополнительного интерферометра фаб" ри-Перо.