Спектрополяриметр

2) Авторы изобретеии ьев и Н. И. Коба ирский институт земного магнетизма, ионос распространения радиоволн Сибирского отделен( 54) СПЕКТРО ПОЛ ЯР ме- гов уа5 Предлагаемое изобретение относитсяк фотоэлектрическим спектрополяриметрам и предназначено, в основном, дляточных измерений малых фазовых сдвигов и их спектральной дисперсии в двлучепреломляющих средах,Известен спектрополяриметр, содержащий поляризатор, вращающийся анализатор, фотоприемник, усилители, устройства для синхронного детектирования и.1 Облок сравнения сигналов 1. Посколькуизмеряемой величиной является отношение переменной и постоянной составляющих, точность прибора существенно ограничивается такими факторами как дрейфУПТ, нестабильность темнового тока ФЭУ.,Известен также поляриметр, предназначенный для измерения быстронротекающих явлений в двулучепреломляющихсредах, содержащий поляризатор, электро-Эоптический кристалл, четвертьволновуюпластинку, ячейку Фарадея, фотоприемникимпульсный осциллограф с запоминающимустройством, блоки усиления, демодуляции и обработки сигнала, блоки питания модуляторами 2,К недостаткам этого прибора относигся его сложность и невозможностьосуществить им измерения медленноняющихся и постоянных фазовых сдвии их спектральной дисперсии в двулучепреломляющих средах,Наиболее близким техническим решением является устройство для измеренияфазового сдвига в двулучепреломляющихсредах, содержащее поляризатор, электрооптический модулятор, блок питания модулятора, анализатор, фотоприемник, синхродетектор и гониометрическое устройствоЭ, Блок питания модулятора вырабатывает синусоидальный сигнал частоты ь) при наличии в измеряемом каналеисследуемого образца выходной ток. ФЭУсодержит две гармоники 3,и 3, . Информацию о величине фазового сдвйга, преобразованного компенсатором Сенармонав поворот плоскости поляризации, несетпервая гармоника, которую выделяют спомощью известных технических сред;тц,при этом действие второй гармоникиэквивалентно действию шума, Прямыеизмерения фазового сдвига по амплитуде первой гармоники невозможны, таккак амплитуда первой гармоники связанас измеряемым фазовым сдвигом, преобразованным в поворот плоскости поляризации нелинейной тригонометрическойза висимостью 10/ 20 где 9 - амплитуда первой гармоники;3 О - интенсивность падавшего15света;Ч - угол поворота и 10 скосГц пОляризации, пропорционагьгц,й фазовому сдвигу;д - амплитуда фазового сдгига,вызываемого синусоидапьцымнапряжением, приложеннымячейке Поккельса.При малых значениях ЬЦ 1 используется наиболее пологий участок характрцстики, Дпя увеличения сигналов первойгармоники надо увеличивать, цо прцэтом еше быстрее растет амплитудавторой гармоники, которая пропорциональнаа квадрату 60, В известном устройстве применяют косвенные измерения,осуцествляемые путем поворота анализатора до полной компенсации нерпойгармоники,Недостатком известного устрой:тваявляется малая чувствительность измерений, определяемая магя значениемамплитуды первой гармоники, а также то;что компецсатор Сенармоца состоитиз 4 фазовой п 1 аст 1 пы, как цзвестю, 40строгоэта пластина может бьстьЛтолько для одной определенной дпнсьводны оптического излучения, крометого, бо в электрическом модуляторесильно зависит от окружающей среды, 15влажности, ддины волны оптическогоизлучения. Все это приводит к погрешностям при исследовании спектральнойдисперсии фазового сдвига в двулучепреломляюшей среде ипи требует значительных затрат времени для установления величины дю перед каждым измерением,Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерений фазового сдвига и его спектральной дисперсии.Поставленная цель достигаетсй тем,"что спектрополяриметр снабжен лополо 7сцительцьм фотоприемником ц дополнительным синхролетектором, а блок литани молуплтора и,цоггнец с упраггякимг,холом, которьй соединен с выходом дополнительного сицхродетектора, При этом1 а лополццтельньЙ фОГоприемнк попащ.лает только та часть светового Потока,которая не проходила через исследуемыйобразец, а блок 1 итанил молулятора вырабатлвает прялсоугольцое уциполярцое1 агсряжецце,11 а фиг. 1 изображеса временнаядиаграмма напряжения ца электрооптическом модуляторе; ца фцг, 2 - перемешецц рабочей точки на сиетоюй характеристике; на фиг, 3 - фуцкциоцальцал с.хема устройстга.цалстическое выражение, связывающее интенсивность пронуценного светац фазоцй сдвиг ллл схемы, содержащейскрещенные игц параглегьцьсе поляризатор и анализатор, обнеизвестно и имеетвил 3 = 2 . (1 Г с 0 У). 11 а фиг, 2 ЛОКО1геометрическое изображение этой зависимости (так называемая световая характеристика). Легко установить, чтоэта характеристика симметрична относительно перпендикуляра,: восстановленного в точках бОг й - , о =Л и т.д.Ь21.сли ца эгектрооптический молуситорпгДаго унипопярное прямоугольное напряжение, максимал,цое и мцциллальноезцачецил которого свлзацы соотношением1. :Ъ 3 гссг и пРи этомУ,фгз 11, т.е, Угдщцх .обес;печи 1 ает фазовый слвиг 1, то рабочал точка будет скачком переходитьиз положения а в положение , обоимположениям, вслелствие симметрии характеристики, соответствует одна и таже интенсивность прохоляшего света.Дгя всех лрчгцх зйачений У будети Пъииметь место модуляция светового потока, Модуляция светового потока будеттакже и приУ Ю л случае, если межах, глу поляризатором и анализатором поместить образец, за 1 аогцсй произвольныйфазовый сдвиг 6, Заметим, что точки С 1 ц Ь расположены точно на серединах линейных участков характеристи-ки; которые к тому же лвляются инаиболее крутыми участками. Устройство содержит поляризатор 1 исследуемый образец 2, ячейку Поккегьса 3 (модулятор), анализатор 4, фото- приемник измерительного кацапа 5, синхгодетектор измерительного кацапа 6, лопопцительный фотопримццк 7, лопоп