Устройство для измерения степени поляризации по спектру и спектра потока излучения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(23) Приоритет 53)М. Кл. 6 01 Х 4/04 Гесударстеевиык кеикте СССР ве делам взоеретенкк и еткриткк(72) Авторы изобретени 1"И. Е, Залесский, А, Н, Севченко и М. Е. Шишков учно исследовательский институт прикладных физическихпроблем при Белорусском государственном университете имени В. И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТЕПЕНИ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПО СПЕКТРУ И СПЕКТРА ПОТОКА ИЗЛУЧЕНИЯ. :. ,. 2Изобретение относится к технике длясйвктра.потока изучения, содержащее описследования . поляризованного светак тико-механический модулятор, состоящйй технике для исследования спектральнцх . из поляризатора а ориентированной под утъ. полос в определенной последовательности;лом 45 о к нему четверть волновой.пласс помощью одного детектораизлучения, тинки, спектральный прибор и фотоэлвктриФа более конкретно к устройствам для ческ,ую систему счета фотонов с реверсив. определения состояния поляризации по ным и суммирующим счетчиками. спектру и спектра потока частично линей- В этих устройствах степень поляризано-аоляризованного излучения с помощью ции потока излучения равна частному от фотоэлектрических средств измерения, Оно , делений показаний реверсивного счетчика предназначено для использования в опти- на цоказанйя суммирующего счет.тика толь ке поляризованного света, в спектроско ко для стремящейся к нулю длительности пии-для исследования свойспт атомов,мо строб. импульсов и только для излучения лекул и кристаллов по состоянию поляри- одной длины волны, для которой фазовая эапии и спектра их свечений, , пластинка в прототипе и кварцевый модуИэввстно устройство 111 для измере- лятор вносят разность фаз 90 ф, Для всех ния поляризации световых потоков малой длин волн исследуемого излучения, отлиинтенсивности в режиме счета фотонов, в чающихся от указанной длины волны, из котором в качестве оптико-механичвско- мереннов непосредственно значение.степего модулятора используется кварпевый о ни поляризации отличается от истинного модулятор. нв величину систематической ошибки, коНаиболее близким цо техническому ре- торая изменяется по спектру. шению является устройство 2) для изме- В этих устройствах используются счет. рения степени поляризации по спектру и чики, работающие в коде 8 4-2-3 При705.7измерении отрицательного значения степени поляризации потока излучения на цифровом табло реверсивного счетчика будет зарегистрировано не отрицательное число, т.е. некоторое число К со знаком минус (-), а дополнительное ему число -Д,где Е - емкость счетчика, Поэтому послеокончания измерения отрицательного зна чения степени поляризации необходимо предварительно перейти от дополнительного числа ( Е - А) к основному числу (-А),т.е,выполнить операцию вычитания, Лишьпосле этого число ( А) делится на пока-зания суммирующего счетчика" для" определения значения степени поляризации, т.е,15абсолютные значения степени поляризациине могут быть получены непосредственно,1 елью изобретения является непосредственное получение абсолютных значений20степени поляризации исследуемого потокаизлучения в широком спектральном интервале, Для этого в спектрополяриметре оптико-механический модулятор состоит издвух поляризаторов, а фотоэлектрическаясистема счета фотонов содержит самодополняющийся реверсивный счетчик, выходы которого соединены со схемой указателя знака поляризации и через схемусовпадений, которая соединена с выходом".схемы указателя знака поляризации и уп "равляется ею, с памятью, а также самодополняющийся суммирующий счетчик, вы " "-хбды"которого соединены с входами памяти, а выходы- паМяти через схему совпадений соедйненыс установочными входамисамодополняющегося суммирующего счетчика, причем первый поляризатор оптико"мехаййческого мдйулятора выйолнен под-вйжйым: с воэможностью поворота вокруг 4 Освоей оптической оси и фиксации в двухпбложениях, угол между которыми равен90, а второй поляризатор неподвижен иориентирован в пространстве так, что еГодплоскость поляризации образует угол 45 4относительно плоскостей поляризации пер"вбгб йолярйзатора в первом и втором положениях.На фиг, 1 приведена блок-схема устройствадля измерения степени поляриза"ций по спектру и спектра потока излуче ния, на фиг. 2" временная дйаггфамма,поясняющая работу устройства. Устройст. во содержит оптико-механический модулятор, образованный поляризаторами 1, 2, 55спектральный прибор 3, фотоумножитель4, электронную схему 5, включающую вмбя широкополосны й усйлителЬодноэлектронных импульсов ФЭУ и интегральный 7 4амнлитудпый дискриминатор этих импуль сов, схему 6 совпадений, самодополняющийся суммирующий счетчик 7 с памятью Я величины шума, схемой О совпадений и памятью 10 величины сигнала, самодополняющийся реверсивный счетчик 11 со схемой 12 указателя знака поляризации, схемой 13 совпадений и памятью 14,два цифроаналоговых преобразователя (ЦАП ) 15 и 16, реверсивный двигатель 17, дат чики 18 ( Сложение" ) и 19 ("Вычитание") положения поляризатора Р, конструктивно расположенные на оправе этого поляризатора, схему 20 автоматики и связанные с ней таймер 21 и счетчик 22 ко личества циклов.Устройство работает следующим обра зом. Параллельный пучок анализируемого излучения проходит через поляризаторы 1 и 2 и освещает входную щель монохрома- тора 3, Выделенное спектральным прибо ром монохроматическое излучение детектируется фотоумножителем 4, "Одноэлектронные" импульсы анодного тока ФЭУ усиливаются широкополосным усилителем и дискриминируются по амплитуде (электронная схема 5). Стандартизованные схемой 5 фодноэлектронныеф импульсы ФЭУ поступают на вход схемы 6 совпадений. Эта схема пропускает "одноэлектронныеф импульсы при наличии сигнала "Разрешение измерения, сложения и вычитания", поступающего со схемы 20 автоматики.При включении устройства импульсом ,"Пуск" (фиг, 2 а) схема 20 автоматики включает питание реверсивного двигателя 17 и устанавливает поляризатор 1 в пер 1 вое положение. В этот момент срабатывает датчик 18 фСлежение (см, фиг. 2 б), Его сигнал поступает на вход схемы 20 автоматики, которая открывает схему 6 совпадений и управляет таймером 21, Таймер начинает измерение времени (фиг. 2 г), в течение которого открыта схема 6 совпадений (фиг, 2 д), За время измерения при операции сложения через схему 6 сов падений проходит М+ одноэлектронныхф импульсов ФЭУ, которые поступают на входы самодополняющегося суммирующего счетчика 7, самодополняющегося реверсив- ного, счетчике 11 и схемы совпадений 12 указателя знака поляризации. В обоих счетчиках будет записано М+ импульсов; По окончании времени измерения для операции сложейия, которое задается тайме ром и может быть равным 0,1," 0,3; 1;705277 6д, эвпни используются временные интерввлиа, а равные 3 с и больше. 3; 10; 30; 100; 300; 1000; 3000 секусигналом переполнения таймера 21 схем20 автоматики закрывает схему 6 совпа-дений и двигателем 17 поворачивает поля- Прибор, реализующий предлагаемое ус.тризатор 1 в обратном направлении на 90 5 ройство,позволяеФ измерять степень поляи устанавливает его во второе положение. Ризвпни в диапазоне поляризаций от -1о 0При этом срабатывает датчик 19 "Вычи- до +1 с точностью до 10таниеф (фиг, 2 в). Он управляет схемой20 автоматики, которая снова открываетсхему 6 совпадений и управляет работой ф о Р м у л а и з б рфо м ла изоб етениятаймера 21, Таймер начинает измерение1. Устройство для измерения степенивремени фиг,2 г),в течение которого открыта схема 6,совпадений (фиг. 2 д). ай (фи 2 ) 3 поляризации по спектру и спектра потоказаджное та е ом время з ерения при излучения, содержащее оптико-механический модулятор, спектральный прибор иоперации вычитания через схему 6 совпадений проходит Й фодноэлектронных име ронныхф им фотоэлектрическую систему счета фотоновс реверсивным и суммирующим счетчикапульсов, которые поступают на входысчетчиков 7 и 11 и вход схемы 12 ука- ми, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,эвтеля знака поляризащи, оспе опервннци П спе опер ций с цеп ю неп средственного получения бсложения и вычитания, составляющих один солютных значений степени поляризацииисследуемого потока излучения в широкомцикл в режиме измерения степени попяри спектральном интервале, оптико-мехвничесзвции, в суммирующем счетчике 7 будетМ+ Мр версивном кий модулятор состоит из двух поляриэвзаписано число ( М + М , в в реверсивномсчетчике 11 будет записано число ( - ,2511 б о испо(Кф-К ,25 ров, фотоэлектрическая система счетаносятся в памяти 10 и фаэтонов содержит самодополняюшийся реОба эти числа заносятся в памяти и14 соответственно и высвечиваютея на циф- версивный счетчик, выходй "которого соединены со схемой указателя знака поля 1ции анализируемого потока излучения (см. Ризации и через схему совпадений, которая соединена с выходом схемы уквэатефиг. 2 е) равна;ля знака поляризации и управляется ею,М+ м-.Д-+ " " с памятью, а также свмодопопняющийсясуммирующий счетчик, выходы которогосоединены с входами памяти, а выходысо своим знаком плюс или минус, которь,й соединены с входами ипамяти через схему совпадений соединевыдает электронная схема указателя энаны с установочными входами самодополка поляризации, Результаты измерений могут усредняться по большему количествуняющегося счетчика,2, Устройство по и, 1, о т и и ч в -аклов, которое задается счетчиком 22ю щ е е с я тем, что первый поляризаколичества циклов. Результат такого ус4 О тор оптико-механического модулятора выредненного измерения выводится на цифполнен подвижным с возможностью повоРовые табло счетчиков после окончания"полнен " двпоследнего заданного цикла,сации в двух положениях, угол между коКоличество импульсов, накапливаемоеторыми равен 90 , а второй поляриэвтов суммирующем счетчике за время изме 45 неподвижен и ориентирован В прострянстрения, пропорционально средней интенсивве так, что его плоскость поляризацииности исследуемого потока излучения и45образует угол 45 относительно ппоскоспозволяет с помощью ЦАП 15 регистритей поляризюаи первого поляризатора вровать его спектральное распределениепервом и втором положениях.и ри сканировании спектрального прибора 3, РОЕсли необходимо зарегистрировать топьФко спектр потока излучения, то оптико- Источники информации,механический модулятор убирается из пуч- . принятые во внимание при экспертизека света, Излучение непосредственно ос- . 1. Баланюк А, Н. и др. Измерение повещает входную щель монохроматора 3. токов малой интенсивности и режиме сче-,Схема 20 автоматики устанавливается 55 та фотонов, фПриборы и техника экспопереключателем в режим записи спектра. Римента", Мф М 1 1976 с. 171-173.фП спект в можно использо- . 2. Авторское свидетельство СССРПри записи спектра можно и6 01 М 1/44, от 1971вать все интервалы времени, задаваемые М 360593, кп., 6 01 .1 , от, дтаймером, Прн измерении степени попяри . (прототип).