Устройство для измерения абсолютных коэффициентов зеркального отражения

ОЮЗ СОВЕТСК ОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК С 01 И 21/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСА Е К АВТОРСКО абсолютных коэф точности ифициентовДля этого ни кально г ения.ержашее устройство, с учения, распо чения оптичес В,И,Лагутин и А.В,Малый ожени ую си точник из по ходу изл му для форм тельного ка Методы изме потерь, - Ан 973-1983, УЗ технико-экон ий. - М., 19 набженным лит 68/ ч. 1.Авт У 1210 (54) У ЛЮТНЫХ ОТРАЖЕ рское свидетельство С90, кл. д 01 И 21/55,ТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯКОЭФФИЦИЕНТОВ ЗЕРКАЛЬИЯ АБСГО(57) Изобретение ческому спектрал нию и может быть носится к опт ому приборостро спользовано при здании пристав м. Цель иэобре к спектрофотомния - повышение эал. и знаИзобретение относится к, оптическому спектральному приборостроению и может быть использовано при создании спектрорефлектометров или устройств для спектрофотометров, предназначенных для измерения абсолютных значений спектральных коэффициентов зеркального отражения, а также при создании фотометрических приборов для измерения абсолютных коэффициентов зеркального отражения исследуемых материалов.Цель изобретения - повышение точности измерений абсолютных коэффицибо ханизмом остояшую и ал 4 и 5 и енную меха ик 8 излуч ической св(56) Бухштаб М.А.малых оптическихческий обзор за 1ЦНИИинформации ических исследован Е ИЗОБРЕ СВИДЕТЕЛЬСТВ ания опорно-иэмерис держателем образца,ханиэмом поворота, и приемник излучения, в опорно-измерительный канал по ходу излучения за держателем образца введена системазеркал, состоящая из двух тороидальных зеркал, расположенных по П-образной схеме, и одного плоского зеркала, снабженная механизмом поворота системы зеркал, причем механизмы поворота держателя образца и системы зеркал имеют жесткую кинематическую связь с передаточным отношением 1:2 и общую пространственнуюось вращения, совпадающую с оптической осью потока излучения, плоским зеркалом системы эерка 3 ил. нтов эеркальн о отражения прениях (50%,На фиг. 1 иэобоажена структурнаяхема предлагаемого устройства; наиг. 2 - то же, вид с ку; на фиг, 3 о же, с дополнительными зеркалами.Устройство содержит источник 1злучения, держатель 2 образца с ме 3 поворота, систему зеркал,з двух тороидальных эерплоского зеркала 6, снабниэмом 7 поворота, приемения и редуктор 9 кинемаязи между механизмом 310 15 20 25 30 35 40 45 50 55 поворота держателя образца и механизмом 7 поворота системы зеркал.Оси врашения механизмов 3 и 7 пространственно совмещены и совпадают соптической осью потока излучения,отраженного от плоского зеркала 6.На фиг. 3 устройство снабжено дополнительными зеркалами 10 - 12.Устройство работает следующим образом,На первом этапе осушествляетсяпроцесс калибровки устройства. Дляэтого механизм 7 поворота системы зеркал устанавливают в первое положение, В держателе 2 образец отсутствует, Тогда поток излучения отисточника 1, минуя держатель 2 образца, поступает на тороидальноезеркало 4 и затем на тороидальноезеркало 5, которые собраны по П-образной схеме с общим увеличением 1 фи входят в систему зеркал опорноизмерительного канала (при указанномувеличении обеспечивается компенсация комы и неизменность геометрических характеристик потоков, поступаюших на систему зеркал и выходяшего после системы зеркал), Затем поток поступает на плоское зеркало 6,отклоняюшее его на фотокатод приемника 8 излучения, Полученный отсчет А, принимается равным 1007.значению коэффициента зеркальногоотражения,На втором этапе осуществляетсяпроцесс измерения абсолютного коэффициента зеркального отражения исследуемого образца. Для этого механизм 7 поворота системы зеркал устанавливают во второе положение,которое зависит от заданного углападения потока излучения на исследуемый образец, При этом редуктором 9кинематической связи и механизмом3 поворота держатель 2 образца устанавливается на заданный угол. Вдержатель 2 образца устанавливаютисследуемый образец. Тогда поток излучения от источника 1 поступает подзаданным углом на рабочую поверхность образца и, отражаясь от нее,поступает в систему зеркал на парутороидальных зеркал 4 и 5 и плоскоезеркало 6, отклоняюшее лоток излучения на фотокатод приемника 8. Полученный при этом отсчет А пропорционален значению абсолютного коэффициента зеркального отражения р,который вычисляется по формуле р- А/АЕсли отсчетное устройство позволяет менять масштаб отсчета А и обеспечивает нормировку А = 100 , тотогда= А,В качестве примера конкретного выполнения можно привести устройство, выполненное в виде приставки для серийного спектрофотометраСтруктурная схема такой приставки показана на фиг. 2, Она отличается от схемы устройства на фиг. 1 системой плоских зеркал, которые изменяют направление потока излучения в спектрофотометре, направляя его плоским зеркалом 10 на исследуемую поверхность образца, а плоскими зеркалами 11 и 12 - на фотокатод приемника излучения, и заменой источника 1 излучения на монохроматор спектрофотометра с оптической системой, формируюшей поток измерительного канала прибора с промежуточным изображением выходной щели монохроматора. Плоским зеркалом 10 промежуточное изображение выходной шели монохрома- тора совмещено с плоскостью исследуемой поверхности образца, устанавливаемого в держатель 2. Держатель 2 образца представляет собой столик с отверстием, на который помешается исследуемый образец, фиксируемый специальным прижимом, Механизм 3 поворота держателя 2 образца представляет собой ось, установленную в подшипниках скольжения, один конец которой жестко связан с держателем 2 образца, а второй - с выходной осью редуктора 9 кинематической связи. Тороидальные зеркала 4 и 5 имеют общее увеличение 1, при этом для зеркала 4 радиус меридианального сечения 799,8 мм; радиус саггитального сечения 399,9 мм, Для зеркала 5 радиус меридианального сечения 263,6 мм; радиус саггитального сечения 134,0 мм. Тороидальные зеркала 4 и 5 закреплены на кронштейне механизма 7 поворота системы зеркал, в опорной части которого имеется от- верстие для прохода потока излучения от зеркала 4 к зеркалу 5. Плоское зеркало 6 закреплено на оси вращения механизма 7 поворота системы зеркал, которая связана с входной осью кинематической связью, Редуктор529082 где Б, и Б 9 кинематической связки является безлюфтовым с передаточным отношением 1:2. Плоские зеркала 11 и 12 направляют поток излучения на фото- катод приемника 8 излучения, в ка 5 честве которого используется фотоэлектронный умножитель ФЭУ.Радиусы тороидальных зеркал 4 и 5 рассчитывают так, что промежуточное изображение щели монохроматора после системы зеркал 4 - 6 находится на таком же расстоянии от фото- катода приемника излучения, как и в спектрофотометре беэ рассматриваемой приставки. При этом расстояние между тороидальными зеркалами выбирают таким образом, чтобы обеспечить установку исследуемых образцов наибольшего заданного размераРасчет 20 проводят по следующей системе уравнений: 1 Б, и БЗадаваясь конструктивно значениями Й, Би Бг, определением значения Б. и Б , с помощью которых рассчитываются меридианальный Ви саггитальный В я радиусы тороидальных зеркал 4 и 5 из следующих Формул: 1Б 2 Б,Б,Бг=Б, +а,(вого или двухлучевого типа. При этомоптическая схема устройства позволяет обеспечить неизменность геометрических характеристик потока, по 40 ступающего на приемник излучения при установке устройства в прибор. Формула изобретения 45 Устройство для измерения абсолютных коэффициентов зеркального отражения, содержащее источник излучения, расположенные по ходу иэлучейиядержатель образца, снабженный механизмом врашения, и оптические системы для формирования опорного и измерительного каналовприемник излучения, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что, с целью повышения точности измерений абсолютных коэффициентов зеркального отражения при значениях(503, оптические системы для формирования опорного и измерительногоканалов выполнены идентичными, конгде В и В,я - меридианальный и саггитальный соответственно радиусы зеркала 4;В и Вгя - меридианальный и саггвгитальный радиусы зеркала 5 соответственно, мм.Точность при измерении абсолютных коэффициентов зеркального отражения, значения которых меньше 50%, повьппается вследствие 8-кратного уменьшения энергетических потерь потока излучения в оптической системе устройства, что позволяет испольэовать устройство в более широком спектральном диапазоне при малых энергетических потоках.Устройство может быть выполнено в виде самостоятельного спектрального и фотометрического прибора, но может быть выполнено и в виде приставки к серийно выпускаемому спектрофотометру или Фотометру однолучерасстояния от поверхности торроидальногозеркала 4 до исследуемой поверхностиобразца и до его изоображения зеркалом 4,соответственно, мм;расстояния от поверхности тороидальногозеркала 5 до изобра-.жения исследуемой поверхности образца зеркалом 4 и до его иэображения зеркалом 5соответственно, мм;расстояние междуцентрами поверхностейтороидальных зеркал4 и 5, мм, 1529082структивно совмещены, снабжены механизмом поворота и содержат системузеркал, расположенных по П-образнойсхеме, и одно плоское зеркало, расположенное по ходу излучения перед приемником, причем механизм поворота системы зеркал и механизмы вращения держателя образца имеют жесткую кинематическую связь и общую с держателем образца ось вращения.1529082 едактор С. Лисин КНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 7632/37ВНИИПИ Государственно11303 оставитель Н. Стуковаехред Л.Сердюкова Корректор И, Шароши Тираж 789 Подписноекомитета по изобретениям и открытиямМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5