Способ измерения коэффициента пропускания образца оптического материала

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОПУСКАНИЯ ОБРАЗЦА ОПТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА, включающий пропускание через клиновидный образец оптического материала параллельного пучка когерентного излучения и регистрацию интенсивности прошедшего излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений коэф реги мум поло чени клин где а ко опр гд фициента пропускания образца, стрируют максимум мчкс и миниJ ,MH интенсивности одной из с интерференционной картины излуя , прошедшего через образец с овидностью fb , причем Л - длина волныизлучения; п - показатель преломления материала образца; р, - размер облучаемой области образца, эффициент пропускания образца с деляют по соотношению г-1 . 1 (ьУГ) , Ч-мйкс -м.н 2(i.) f -f ММКС /ЛИН е K г WCXKC WHH /ЛИН Лоинтенсивность падающего на образец пучка излучения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

4(511 G 01 N 21/59 где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3619558/24-25 (22) 11.07.83 (46) 23.06.85. Бюл.М 23 (72) Б.Е.Лисянский, П.А.Морозов и С,П.Морозова (53) 535.24(088.8) (56) 1. Рондарев В.С. Погрешность фотометрирования в лазерных ИК микроскопах.-ONII, 1980, М 7, с.3-5.

2. Прокопенко В.Т., Рондарев В.С.

Измерение оптической прозрачности с использованием когерентных излучателей. — "Измерительная техника", 1979, М 12, с.28-30 (прототип ). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЩ -ЕНТА ПРОПУСКАНИЯ ОБРАЗЦА ОПТИЧЕСКОГО

МАТЕРИАЛА, включающий пропускание через клиновидный образец оптического материала параллельного пучка когерентного излучения и регистрацию интенсивности прошедшего излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений

„„SU„„»632 a А коэффициента пропускания образца регистрируют максимум 3м нс и минимум 3«„ интенсивности одной из полос интерференционной картийы излучения, прошедшего через образец с клиновидностью у, причем в

p) — —— I 2nf где 1 — длина волны излучения, n — показатель преломления материала образца; с, — размер облучаемой области образца, а коэффициент пропускания образца с определяют по соотношению

"="мака "м н), — — } ф мико мин Molbc

> "м<нкс ! мико "мин "о мин

Ь мин о

Ь

:1 — интенсивность падающего на образец пучка излучения.

218

1 1163

Изобретение относится к исследо- ваниям оптических свойств материалов, в частности измерениям коэффициента пропускания образцов, и может быть использовано при изготовлении и оценке качества оптических материалов.

Известен способ измерения коэффициента пропускания образца, включающий фокусировку параллельного пучка лазерного излучения на образец и регистрацию прошедшего через образец излучения (1).

Недостатками этого способа являются сильная зависимость погрешности измерений от толщины образца, а также ограничения, накладываемые на диапазон измерения толщины образцов без перестройки; схемы.

Наиболее близким к чзобретению 20 является способ измерения коэффициента пропускания образца оптического материала, включающий пропускание через клиновидный образец оптического материала параллельного пучка когерентного иэлучения.и регистрацию интенсивности прошедшего излучения P2).

Недостатком известного способа является малая точность измерений, связанная с тем, что при исследовании образца с помощью высокоразрешающей аппаратуры угол клиновидности образца р необходимо делать весьма значительным (p- =0,3-0 5 ), при этом изменение толщины образца в пределах исследуемой области может составлять существенную долю толщины образца.

Целью изобретения является повышение точности измерения коэффициента пропускания образца.

Поставленная цель достигается тем, что при способе измерения коэффициента пропускания образца оптического материала, включающем пропускание через клиновидный образец оптического . материала параллельного пучка коге рентного излучения и регистрацию интенсивности прошедшего излучения, регистрируют максимум J .,„ и минимум 3 и„ интенсивности одной из полос интерференционной картины излучения, прошедшего через образец с клиновидностью р причем л,б 3 — --"2п 1| где Л вЂ” длина волны излучения;

n — - показатель преломления материала образца; — размер облучаемой области образца, а коэффициент пропускания образца определяют по соотношению (к - 1- (1- )

2()- 1- И2

/ « I »

MCIKC, МИН 3 где К .> мика

"макс "ми о мйй

"мин д о

3 — интенсивность падающего на образец пучка излучения.

На чертеже показано распределение интенсивности излучения по сечению пучка до и после образца.

Способ осуществляют следующим образом.

Коллимированный пучок когеренткого излучения пропускают через клиновидный образец исследуемого оптического материала и регистрируют с помощью сканирующего фотоприемного устройства. Образец ориентируют таким образом, что интерференционные .полосы перпендикулярны направлению сканирования. Измеряют интенсивности о Эм„н и 3 „и пс, формуле (1) определяют коэффициент поглощения образца

Проведем сравнение погрешностей измерений i известным и предлагаемым способами на примере измерения коэффициента пропускания пластины из поликристаллического германия толщиной Ы

1 мм, имеющей угол клиновидности

p = 0,5 при использовании регистрирующей аппаратуры, имеющей

= 100 мкм, Л = 10,6 мкм и диаметр исследуемой области 1 30 мм. При этом рассматриваются только составляющие погрешности д и 4 1, которые определяются способом измерений.

При известном способе составляющая погрешности h> равна 8,57.

Составляющая погрешности д 1, определяемая изменением толщины данного образца в пределах исследуемой области, составляет 4,257 при д"„ = р 0д =

= 0,26 мм.

Для йзмерений предлагаемым способом достаточно наличия всего двух интерференционных полос в исследуемой области, поэтому при (р = 30 мм может быть измерено пропускание пластины, имеющей угол клиновидности

«л р = — — = 10 при этом изменег,е

1163218

Составитель Г.Коломейцев

Редактор И.Николайчук Техред М.Надь Корректор О.луговая

Заказ 4098/43 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 ние толщины образца в исследуемой облаСти составляет dg = 1,2 мкм, т.е. в 210 раз меньше, чем при известном способе, поэтому составляющей погрешности d в предлагаемом способе 5 можно пренебречь.

Составлыощая погрешности дц исключается за счет того, что при измерении "макс и "мин и вычнслени величины ь используется информация об отражательных и поглощательных свойствах образца, заложенная в распределении интенсивности излучения в полосах равной толщины, т.е. в данном случае интерференционные 15 полосы являются не мешающим фактором, а используются непосредственно для измерений.

Таким образом, при предлагаемом способе измерений ц составляющие 20 погрешности дц u bd существенно меньше, чем при известном способе, что обеспечивает более высокую точность измерений.

Кроме того, при предлагаемом способе возможно проводить измерения коэффициента пропускания плоскопараллельных образцов, всегда имеющих небольшую клиновидность из-за неточности изготовления, которая, как правило, не превышает 1-2 .

Погрешность измерений при предлагаемом способе определяется, в основном, аппаратурной составляющей, в частности такими факторами, как нестабильнссть излучения лазера за время измерений, нестабильность коэффициента передачи сканирующего преобразователя изображения и собственная погрешность регистрирующего устройства. Вклад в общую погрешность методической составляющей, обусловленной способом изшерений, незначителен, что подтверждает эффективность предлагаемого способа.