Способ измерения коэффициента отражения оптических материалов

 

Изобретение относится к.области оптического приборостроения и может быть использовано при оценке качества оптического стекла по потерям на поглощение и отражение. Цель изобретения - повьшение точности измерения коэффициента отражения. Используются два образца .сравнения, ха рактеризованные коэффициентами пропускания , а коэффициент отражения испытуемого материала определяют по (аха ц) Зпл + Са /( а,), где г - коэффициент отражения испытуемого материала; aj(, а ПА и 3 (д - показания рефлексометра для потоков излучения, отраженных соответственно испытуемым материалом, плоскопараллельным и клиновидным образцами сравнения; D,, коэффициенты пропускания плоскопараллельного и клиновидного образцов сравнения. 5 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

02864 A1 (19) (11) (gI) 4 G 01 N 21/55

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

» к вто скому свидет =-льству.(21) 411 2005/24"25 (22) 18.06.86 (46) 15.06.88. Бюл, У 22 (72) А.И.Колядин и Т.А.Кровко (53) 535.242 (088.8) (56) Крылова Т.Н.,Соколова P.Ñ. Насадка к спектрометру ИКС-12 для измерения коэффициента .-отражения,—

Оптико-механическая промьппленность, 1963, У 8, с.28-32.

Соколова P Ñ., Лейпус В.М. Приспособление ФИ-40 к спектрофотометру "

СФ-4 для измерения коэффициента отражения. — Оптико-механическая промыш- . ленность, 1958, II 3, .с.34- 36. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ОТРАЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к.области оптического приборостроения и может быть использовано при оценке качества оптического стекла по потерям на поглощение и отражение. Цель изобретения — повышение точности измерения коэффициента отражения. Используются два образца .сравнения, характеризованные коэффициентами пропускания, а коэффициент отражения испытуемого материала определяют по ф муле г„=1- (ах a„„) пл+(а пл ак)1 <„) /(аул а„„), где г — ко— эффициент отражения испытуемого материала; а(, а п„и а „ - показания рефлексометра для потоков излучения, отраженных соответственно испытуемым материалом, лоскопараллельным и клиновидным образцами сравнения; 7д„, Я„„- коэффициенты пропускания плоско-. параллельного и клиновидного образцов сравнения.

1402864

Изобретение относится к фотомет-,. рии и может быть использовано в оптическом приборостроении при оценке качества оптического стекла по потерям на поглощение и отражение.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет исключения необходимости определения опорного коэффициента отражения образца срав- 10 нения.

Способ осуществляют следующим образом.

В качестве образцов сравнения выбираются плоскопараллельная пластинка с измеренным коэффициентом i/7 7 пропускания и клиновидная пластинка с измеренным коэффициентом ig, пропускания, причем оба образца сравнения должны быть изготовлены из не- 20 поглощающего и нерассеивающего материала. Для определения коэффициента отражения исследуемого образца производят измерения потоков, отраженных от образца (а„), плоскопарал—

25 лельной пластинки (алл) и клиновидной пластинки (а„„) °

КОэффициент гх отражения испьггуемого материала определяют по формуле

30 г (ах-а, ) п +(апя ах)) " л, х пл Кл а„, а „„и а „„— величины, харак теризующие потоки излучения, oтражен .

; ные соответственно испытуемым материалом, плоскопараллельным и клино.-l видным образцами сравнения, пл и

О к„ вЂ” коэффициенты пропускания соответственно плоскопараллельного и кли-40 новидного образцов сравнения.

Сущность способа заключается в следующем.

Измерение коэффициента; отражения испытуемого образца без применения эталона можно рассматривать как нахождение места образца на шкале коэф-фициентов отражения путем интерполяции между опорными точками (нуль и единица), соответствующими воображаемым эталонам (абсолютно черное тело и идеальное зеркало) . В любом реальном рефлексометре шкала коэффициентов отражения не бывает строго линейной, При использовании любых приемников и усилительных схем показание выходного прибора по разным причинам не бывает строго пропорциональным потоку излучения, попадающему на приемник;

Истинная шкала коэффициентов отражения рефлексометра между нулем и единицей оказывается неизвестной функцией, лишь близкой, но не совпадающей с прямой. Коэффициент отражения образца, измеренный как отношение отраженного потока к падающему, будет содержать ошибку, обусловленную нелинейностью фотометрической характеристики рефлексометра в пределах от нуля до единицы. Эта ошибка бывает немногим меньше, когда для интерполирования используется участок шкалы от коэффициента отражения эталона до единицы (или от нуля до коэффициента отражения эталона ). В предлагаемом способе используются два этанола из кварцевого стекла с коэффициентами отражения, приблизительно равными .

0,0350 и 0,0687. Отступления от линейности на таком узком интервале шкалы несравненно меньше, чем навсей шкале, а следовательно, меньше будет и ошибка измерений испытуемого образца, коэффициент отражения которого попадает в этот интеовал. Но эти соображения справедливы лишь при условии, что опорные коэффициенты отражения эталонов столь же достоверны, как нуль и единица в аб-. солютном методе. Поэтому выбраны такие эталоны, у которых нужно измерять не коэффициенты отражения, а коэффициенты пропускания. Измерение коэффициента пропускания можно делать с ошиокой, не превосходящей 0,0005, такая же точность будет иметь силу и для коэффициента отражения плоскопараллельного эталона, а для клиновидного ошибка будет еще меньше, не более + 0,0003.

Кроме того, сущность предлагаемого способа заключается в том, что при осуществлении способа используют одногременно два образца сравнения с коэффициентами отражения у одного, заведомо большим, и у второго, заведомо меньшим ожидаемого коэффициента отражения испытуемого стекла, причем эти образцы таковы, что их коэффициент отражения измерять не нужно, достаточно знать коэффициент пропускания. Эти два свойства, вообще гоноpR, совершенно независимы, но можно представить себе такие образцы сравнения, для которых коэффициенты отражения однозначно связаны с этими коэффициентами. В самом деле можно

64 г = 1 — n яп пл х = 1 —,ь кл ° кл где axý апп и à lh величины, характеризующие потоки излучения отраженные соответственно испы40

rx - кп ах — акл

rn„- кл а и„- àкл туемым материалом,плоскопараллельным и клиновидным образцами сравнения; „„ - коэффициенты пропускания соответственно плоскоAL

50 параллельного и клиновидного образцов сравнения.

ВНИИПИ Заказ 2847/30 Тираж 847 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 14028 выбрать образцы сравнения, выполненными в виде плоскопараллельной и кли— новидной пластинок толщиной 2-5 мм из кварцевого стекла. Поглощение и

5 рассеяние в кварцевом стекле такой толщины неизмеримо мало. Пучки многократного отражения в плоскопараллельной пластинке прибавляются к прошедшему и отраженному потокам, а все 10 что не прошло отражается от двух поверхностей, т.е. коэффициент r л отражения пластинки однозначно выражается через ее коэффициент „ пропускания . 15

В клине пучки многократного отражения уходят в стороны, не прибавля- 20 ясь ни к прошедшему потоку, ни к отраженному от одной первой поверхности. Так как коэффициент пропускания клина равен 2 „=(1-r „„),, то коэффициент r„„ отражения равен

Такие образцы сравнения не нуждаются в измерении их коэффициентов от. †. 30 ражения, достаточно измерить их коэффициенты пропускания 9„п и

Полагая, что сигналы а „, а „„ и а „ приемника рефлексометра пропорциональны падающим на него потокам, отраженным соответственно испытуемым стеклом с коэффициентом r отражения, плоскопараллельным и клиновидным образцами сравнения, можно составить пропорцию: откуда легко получить формулу для вычисления коэффициента отражения испытуемого стекла из коэффициентов пропускания двух образцов сравнения и показаний рефлексометра для них и для испытуемого стекла.

Образцы сравнения из кварцевого . стекла позволяют измерять коэффициенты отражения оптических стекол с по казателем и преломления от 1,458 до

1, 707. Для более высокопреломляющих и высокоотражающих стекол выгоднее пользоваться образцами сравнения из сапфира, которые дают возможность измерять коэффициенты отражения всех оптических стекол и большинства оптических кристаллов с и (2,247.

Анализ расчетной формулы показывает, что вклад ошибок коэффициентов пропускания в ошибку коэффициента отражения испытуемого материала составляет около 0,0003.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ измерения коэффициента отражения оптических материапов, включающий измерение потоков излучения, отраженных испытуемым материалом и первым образцом сравнения в виде клиновидной пластинки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше-. ния точности, дополнительно измеряют поток излучения, отраженный вторым образцом сравнения, выполненным в вице плоскопараллельной пластинки, и коэффициент .нропускания обоих образцов сравнения, при этом образцы сравнения выполнены из непоглощающего и нерассеивающего материала, а коэффициент отражения испытуемого материала г определяют по формуле (а.-а vл) 4m +(sag ах) 1/"" л т„1 аул кл