Способ определения ориентировки плоских неоднородностей показателя преломления в прозрачных монокристаллах

 

Изобретение касается оптических измерений. Целью изобретения является сокращение затрат времени на исследование . Достигается тем, что определение плоских неоднородностей показателя преломления в прозрачных монокристаллах осуществляют при одной установке кристалла, второе направление, лежащее в ппоскости оптических неоднородностей , определяют по 5 arctg tg j cosP /ditgj sinPr) cosPgl , где - угол следа неоднородностей на просвечиваемой грани с вертикальным ребром; у - видимый угол между изображением неоднородностей и вертикальным ребром (или направлением ) в кристалле; Рц - угол поворота кристалла вокруг вертикальной оси; РГ - то же, вокруг горизонтальной оси, 1 ил. i W со о km. 4 05

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ (5у 4 G 01 N 21/45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4036586/31-25 (22) 27.01,86 (46) 23.12.87. Бюл. Р 47 (71) Ленинградский горный институт им. Г.В.Плеханова (72) Е.Д.Кравцов, A.В.Скропышев и Ч.t:.Ñoáîëååâ (53) 535.024(088.8) (56) Кравцов Е.Д. Новый метод исследования оптических неоднородностей в кристаллах исландского шпата, В кн.: Геология, поиски и разведка нерудных полезных ископаемых. Оценка качества неметаллических полезных ископаемых, методы устранения дефектов кристаллосырья: Сб. научных трудов. Л.: Изд-во ЛГИ, 1984, с..32-37.

Авторское свидетельство СССР

11- 1140082, кл. G 01 N 21/45, 1983.

„„SU„„1361476 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТИРОВКИ

ПЛОСКИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ПОКАЗАТЕЛЯ

ПРЕЛОМЛЕНИЯ В ПРОЗРАЧНЫХ МОНОКРИСТАЛЛАХ (57) Изобретение касается оптических измерений, Целью изобретения является сокращение затрат времени на исследование. Достигается тем, что определение плоских неоднородностей показателя преломления в прозрачных монокристаллах осуществляют при одной установке кристалла, второе направление, лежащее в плоскости оптических неоднородностей, определяют по формуле

f=arctp (tp $ cosP /(1 tp (sinP,,) созРе1» где — угол следа неоднородностей на просвечиваемой грани с вертикальным ребром; — видимый угол между изображением неоднородностей и вертикальным ребром (или направлением) в кристалле; Рв — угол поворота кристалла вокруг вертикальной оси; Pr — то же, вокруг горизонтальной оси. 1 ил.

1361476

Изобретение относится к области оптических измерений и служит для определения пространственной ориентировки дефектов, связанных с неоднородностью показателя преломления относительно элементов симметрии в монокристаллах оптического сырья, а также для определения кристаллографических индексов пирамид нарастания и изучения внутренней морфологии прозрачных монокристаллов.

Цель изобретения — сокращение затрат времени на исследование путем осуществления измерений при одной установке кристалла.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит источник 1 света, конденсор 2, диафрагму 3, светофильтр 4, дополнительную выпуклую линзу 5, поляризационную призму 6, многоосный угломер 7, на котором с помощью мастики (воска) 8 закрепляют исследуемый кристалл 9, объектив (линзу) 10 и экран 11.

Способ осуществляют следующим образом.

Кристалл 9 произвольной, но известной ориентировкой пары параллельных граней устанавливают в положение, фиксированное по отношению к просвечивающему лучу, Кристалл может иметь всего одну пару отполированных граней, например быть в форме осевой или пинакоидальной пластины, а также пластины с произвольной кристаллографической ориентировкой. Необходимо лишь, чтобы была известна кристаллографическая ориентировка искусственной грани и чтобы на этой грани имелось кристаллографически определенное направление, какая-либо линия, например ребро или след спайности. Кристалл в исходном положении устанавливают таким образом, чтобы просвечиваемые грани были перпендикулярны лучу, а известное направление на грани (ребро, след спайности) было вертикально. Исходное положение образца (его грани и элементы симметрии) наносят на гномостереографическую проекцию. Экран 11 устанавливают на пути луча за кристаллом на расстоянии 0,53,0 м в зависимости от желаемой сте-. пени увеличения дифракционной картины в пределах 2-20 раз. Перемещением объектива 10 вдоль луча сначала добиваются фокусировки иэображения кристалла на экране (определяется по четкому изображению пылинок, царапин, имеющихся на гранях), а затем сбивают фокусировку небольшим перемещением объектива в ту или другую сторону.

Перемещая объектив 10 отыскивают положение, при котором неоднородности показателя преломления (свили) становятся видимыми на экране 11 наиболее детально и контрастно. Поворотом поляризационной призмы б плоскость поляризации луча совмещают с плос5

25,с кристаллом 9 плавно поворачивают вокруг горизонтальной или вертикальной оси, наблюдая за детальностью и контрастностью дифракционной картины на экране 11.

В положении, когда плоскости сви30 леи совпадают с направлением луча, на экране появляется очень детальная и относительно контрастная дифракционная картина, на которой можно различить слои толщиной в десятые и сотые доли миллиметра. В этом положении снимают отсчет с лимба, характеризующий поворот кристалла от ИП вокруг соответствующей оси. С учетом коэффициента преломления обыкновенного

40 луча измеренный угол поворота кристалла пересчитывают на угол поворота луча в кристалле, таким образом определяя одно направление (просвечивающего луча), которое лежит в плоскости оптических неоднородностеи, и наносят его на гномостереографическую проекцию.

В качестве второго направления, 45

55 лежащего в плоскости оптических неоднородностей, определяют положение следа неоднородностей на просвечиваемой грани кристалла. Для этого измеряют на экране видимый угол, образуемый изображением плоских неоднородностей с вертикальным ребром; Измерения удобно вести следующим образом.

К экрану прикрепляют лист бумаги и на нем с помощью линейки и карандаша костью, проходящей через оптическую ось кристалла, чем устраняют раздво енность изображения неоднородностей за счет полного погашения необыкновенного луча. Далее отыскивают положение кристалла, при котором луч света внутри его будет параллелен плоским неодйородностям показателя преломления (снилям). Для этого внутренние круги столика Федорова 7 вместе

1361476 проводят линии, параллельные изображениям неоднородностей и вертикального ребра, а затем с помощью транспортира измеряют угол между этими линиями.Измеряют также углы поворота кристалла вокруг вертикальной Р и горизонтальной Р„ осей угломерного устройства. Путем приложения к просвечиваемой грани квадратика из бумаги и наблюдения на экране его изображения определяют, увеличилась или уменьшилась на экране диагональ квадрата, наклоненная в сторону наклона изображения оптических неоднородностей. После этого высчитывают истинный угол следа неоднородностей в просвечиваемой грани с вертикальным ребром или следом спайности по формуле

tg Zt созР, " И7 I+ tg у sinP„) созрв

Если видимый след неоднородностей на экране наклонен в сторону длинной диагонали тени квадрата, в знаменателе формулы берут знак "минус", если в сторону короткой диагонали — знак

"плюс".

Измеренное таким образом второе направление, лежащее в плоскости оптимических неоднородностей, наносят на гномостереографическую проекцию кристалла. По двум известным направлениям на проекции строят плоскость оптических неоднородностей и определяют ее кристаллографические координаты.

Использование предлагаемого способа позволяет расширить диапазоны возможных огранений исследуемых кристаллов при выполнении кристаллографических исследований их внутренней морфологии упростить минимально необходимую подготовку образцов до пластины, что позволяет меньше разрушать оптические монокристаллы при их подготовке к исследованиям, а также экономить время на их подготовку. При заданной неизменной форме образцов использование изобретения расширяет возможности выполнения кристаллографических измерений ориентировки различных плоских неоднородностей и позволяет выполнять такие измерения даже при "неудачной" ориентировке неоднородностей.

Использование изобретения сокращает также время на определение кристаллографической ориентировки плоских оптических неоднороцностей по сравнению с известным способом примерно вдвое за счет того, ч о танис измерения производятся с одной усTB— новкой кристалла.

Формула изобретения

Способ определения ориентировки плоских неоднородностей показателя преломления в прозрачных монокристаллах, включающий просвечивание монокристалла параллельным пучком поляризованного излучения, дефокусацию изображения кристалла до получения видимых на экране неоднородностей, совмещение плоскости поляризации излучения с плоскостью, проходящей через оптическую ось кристалла, повороты кристалла до получения максимально контрастной картины неоднороцностей, измерение углов поворота кристаллов и нанесение на гномостереограЛическую проекцию направления излучения в кристалле и положения граней и ребер кристалла, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения затрат ьремени на исследование путем осуществления измерений при одной установке кристалла, дополнительно измеряют видимый угол между изображением неоднородностей и вертикального ребра в кристалле. определяют фактический угол " следа

0 неоднородностей с вертикальным ребром

40 на просвечиваемой грани по формуле

tà 7 .cosP

У =arctg о (1+tg (.sinP созР

"г где Р— угол поворота кристалла во6

45 круг вертикальной оси;

P„ то же, вокруг горизонтальной оси, причем переменный знак в формуле определяют в соответствии со знаком б0 поправки для компенсации изображений на экране диагоналей квадрата, очерченного на просвечиваемой грани, и по направлению следа неоднородностей, нанесенному на гномостереографическую

55 проекцию, определяют ориентировку неоднородностей.

1361476

Составитель С.Голубев

Техред А.Кравчук Корректор И.Эрдейи

Редактор А.Козориз

6219/44 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113635 Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4