Рефлектометр для вогнутых зеркал

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 24 55 6 01 й 21/ ТЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ ТВ Е 369 Бюл. Мный научческийавиловаенова, И 4 ый центр "Государстинститут им, Сергея(57) Использование: фотом фотометрия. Сущность иэ лютный рефлектометр для в котором используется и ленького зеркала для точн вания автоколлимацион системы, составленной иэ етрия и спектрообретения абсовогнутых зеркал, ереключение маого фотометрироной оптической плоского зеркала оллектива одинаково енных на двойное фо спомогательных плос кривизны, раэнесное расстояние и х зеркал, 1 з,п. ф.2 и)ч. 136АМ 119 0.05,91 0,06.93. сесоюэ ый опт вича В П. Сем арская вторско 8730, к вторско 3542, к Изобретение относится к области технической физики, а конкретно к фотометрии и спектрофотометрии, и может быть использовано для определения абсолютного значения коэффициента отражения вогнутых зеркал и его спектра,Целью изобретения является повышение точности определения абсолютного значения коэффициента отражения вогнутого зеркала, а также определение абсолютного значения спектрального коэффициента отражения вогнутого зеркала,На фиг, 1 представлена оптическая схема рефлектометра для точного определения абсолютного значения коэффициента отрас известным коэффициентом отражения и испытуемого вогнутого зеркала (в держателе), Высокая точность определения коэффициента отражения самого вогнутого зеркала обеспечивается афокальностью фотометрируемой системы, сохранением структуры и размеров световых пятен на зеркалах, двукратным отражением от этого зеркала и высокой точностью аттестации плоского зеркала, Обеспечено измерение спектра абсолютного значения коэффициента отражения вогнутых зеркал с помощью современных серийных спектральных приборов, причем элементы рефлектометра вводятся в кюветное отделение и оптически сопрягаются с оптической системой прибора афокальной согласующей системой, состоящей из зеркальных объектива и жения вогнутых зеркал; на фиг. 2 - оптическая схема рефлектометра для точного определения абсолютного значения спектрального коэффициента отражения этих зеркал путем сопряжения системы по фиг. 1 со спектральным прибором посредством согласующей оптической системы, состоящей из ьогнутых объектива, коллектива и плоских зеркал,На фиг, 1 плоское зеркалоустанавливается в положение или 1. 8 положении 1 его отражающая поверхность проходит через точку пересечения отрезков 00 и РР осветительной и приемной оптических систем (не показанных на фигуре), непосредст 1824547(3) еенно подключая их друг и другу. В положении 1 оно включает между этими системамиафокальную автоколлиматорную вставку сдержателем 2, на котором ео время измерения должно быть установлено испытуемоевогнутое зеркало 3, и плоским зеркалом 4.Держатель 2 имеет есе необходимые подвижки для ориентации и фокусировки испытуемого зеркала 3 так, чтобы вставкаправильно сопрягала осветительную систему с приемной системой.Рефлектометр по схеме 1 работает следующим образом,При установке плоского зеркала в положение 1 излучение иэ осветительной системы проходит непосредственно е приемнуюоптическую систему, которая зафиксируетполный сигнал Ф. При установке зеркалав положение 1 излучение дополнительнопретерпевает 2 отражения от испытуемоговогнутого зеркала 3 и одно от автоколлимационного зеркала 4, после чего также попадет в приемную систему. Приемная системазафиксирует ослабленный сигнал Ф. Отношение этих сигналов определяет пропускание системы зеркал 3-4-3.Т= --- (1)фПоставленная цель достигается тем, чтопереключением плоского зеркала 1 из кодалучей исключается афокальная автоколлимационная система, состоящая иэ плоскогоавтоколлимационного зеркала и испытуемого вогнутого зеркала любого радиуса кривизны. При этом все световые пучкисохранят свою структуру и фокусировку благодаря афокальности системы зеркал 3-4-3,Это обеспечивает большую точность измерения коэффициента пропускания Т исключенной иэ хода лучей системы.Т равно произведению коэффициентаотражения Вр, среднего по широкому рабочему пятну на поверхности зеркала 4, наквадрат (из-эа двукратного отражения) интересующего нас среднего по поверхностикоэффициента отражения Я вогнутого зеркала,Но среднее отражение поверхностиплоского зеркала 4 может быть заранее измерено с очень высокой точностью абсолютным методом. Остае 1 ся вычислитьотражение образца по формулен = Т/й(2)Общая погрешность определения абсолютного значения зависит от погрешностейизмерения сигналов, погрешности аттестации зеркала 4 с 3 = 05(д ФдФ+ б й),5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 Если последнее слагаемое очень мало, погрешность определения соизмерима с погрешнос 1 ью измерения сигналов,Фиг. 2 представляет пример конкретного выполнения сопряжения рефлектометра со спектрофотометром РЕдля измерения спектрального коэффициента отражения вогнутых зеркал.Оптические элементы 1 - 4 (те же, что 1-4 на фиг. 1) помещаются в кюветное отделение спекрофотометра, Оптическое сопряжение с ним обеспечено согласующей системой 5-9. Плоское зеркало 5 установлено напротив входного окна кюветного отделения. Коллектив 6 и объектив 7 имеют одинаковые фокусные расстояния и разнесены друг от друга на двойное фокусное расстояние, Размеры, место и поворот плоских зеркал 5,8 и 9 определяются конструктивно,Схема работает следующим образом.Излучение в отсутствие рефлектометра проходило кюветного отделение насквозь и образовывало в центре кюветного отделения изображение ИО источника излучения (сам источник за пределами фигуры), в котором есе точки образованы телецентрическим ходом лучей.На схеме показано прохождение габаритных лучей. После установки в кюветном отделении рефлектометра с согласующей системой плоское зеркало 5 отклоняет излучение на зеркальный коллектив 6, на котором теперь образуется изображение источника И 1. Коллектив 6 строит изображение зрачка в фокусе обьектива 7, формирующего изображение источника без увеличения, так что в выходной ветке системы восстановлена структура светового потока на входе кюветного отделения, но зато зеркало 8 направляет сеет на зеркало 1 рефлектометра со смещением относительно исходного лучей в кюветном отделении. Плоское зеркало рефлектометра в позиции 1 направляет его сразу на зеркало 9, после отражения от которого излучения поступает на выход кюветного отделения спектрофотометра как бы из прежнего иэображения ИО в кюветном отделении, являющегося для зеркала 9 мнимым изображением. Фактическое иэображение И 2 зеркалами 5, 6, 7, 8 и 1 сформировано между эеркалами 1 и 9,При переключении плоского зеркала в позицию 1, промежуточное иэображение формируется между зеркалами 1 и 8 в точке ИЗ, затем передается системой зерквл 1, 3, 4, 3 в точку И 2 с сохранением исходной структуры светового потока.5 10 15 20 25 30 35 40 В остальном система рабоает так же, как по фиг. 1(во всем рабочем спектральном диапазоне спектрофотометра),Дополнительная согласующая система 5 - 9, как и сам рефлектометр 1-4, афокальна. Поэтому это устройство целиком может быть использовано и с другими спектрометрами, в частности, имеющими изображение на окошке кюветного отделения и не обеспечивающими телецентрический ход лучей в нем,Благодаря использованию автоколлимационной оптики рефлектометр работает в широком диапазоне радиусов кривизны испытуемых зеркал, ограниченном только конструктивными параметрами кюветного отделения и оптики,Таким образом, достигается дополнительная цель - точное определение абсолютного значения спектрального коэффициента отражения вогнутых зеркал.Нами изготовлен рефлектометр по схеме фиг. 2 в виде приставки к спектрофотометру РЕ. Он также может быть установлен в кюветных отделениях отечественных спектральных приборов типа ИКС и в зарубежных приборах других моделей,Испытания рефлектометра по образцам, изготовленным на прозрачных оптических материалов. для которых возможен точный расчет коэффициента отражения по формулам Френеля, показали сходимость определения коэффициента отражения с ожидаемым по расчету в пределах 0,3 для области 2,5 - 10 мкм.Формула изобретения 1. Рефлектометр для вогнутых зеркал, содержащий оптически связанные осветительную систему с источником излучения и расположенные по ходу излучения плоское зеркало, установленное под острым углом к оптической оси рефлектометра, держатель для крепления и фокусировки испытуемого вогнутого зеркала, автоколлимационное зеркало и приемную оптическую систему, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения точности определения абсолютного значения коэффициента отражения вогнутого зеркала, плоско зеркало установлено с возможностью поочередного фиксирования в двух положениях с различными значениями острого угла с оптической осью, причем в одном из этих положений точка пересечения оптических осей осветительной и приемной оптических систем расположена на отражающей поверхности зеркала. указанные оси составляют с отражающей поверхностью равные углы, при этом осветительная и приемная оптические системы сопряжены друг с другом через плоское зеркало. 2. Рефлектометр, по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью определения абсолютного значения спектрального коэффициента отражения вогнутого зеркала, в осветительную или приемную оптическую системы введена дополнительная согласующая оптическая система, содержащая вогнутые зеркальные объектив и коллектив с равными фокусными расстояниями. расположенные на двойном фокусном расстоянии друг от друга, спектральный прибор и три вспомогательных плоских зеркала, два из которых расположены соответственно на входе и выходе кюветного отделения спектрального прибора, а третье расположено по ходу излучения за обьективом и оптически связано через объектив и коллектив с вспомогательным плоским зеркалом, расположенным на входе кюветного отделения спектрального прибора, и плоским зеркалом рефлектометра,1824547 г г.1 г Составитель Е.БарскаяТехред М.Моргентал рректор М,Керецма Редактор Н.Кол роизводственно. издэтельскии комбинат "Патент ород, ул,Гагарина каз 2221 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5