Способ измерения оптических постоянных поглощающих сред

 

Изобретение относится к измерению оптических постоянных показателей преломления N и поглощения *98 поглощающих сред. Цель изобретения - поповышение точности измерений. Измерение производится путем калибровки начального уровня коэффициента отражения за критическим углом падения света и последующего измерения двух или более коэффициентов отражения до критического угла падения. При этом калибровку производят на длине волны, расположенной в области прозрачности исследуемой среды. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1476353 А 1 (Ю 4 G 01 N 21 43

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4267211/24-25 (22) 23.06.87 (46) 30.04.89. Бюл. № 1.6 (72) Б. И. Молочников и И. С. Васильева (53) 535.24 (088.8) (56) Лейкин М. В., Молочников Б. И. и др.

Отражательная рефрактометрия, Л.: Машиностроение, 1983, с. 116 — 128.

Авторское свидетельство СССР № 1122940, кл. G 01 N 21/43, 1984.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в рефрактометрических приборах, предназначенных для исследования оптических постоянных (показателя преломления и и показателя поглошения ae) интенсивно поглощаюших сред.

Цель изобретения — повышение точности измерения оптических постоянных поглошаюших сред.

На фиг. 1 показаны зависимости показателя преломления и и показателя поглощения ае от длины волны Х используемого излучения; на фиг. 2 — зависимости коэффициента отражения R от угла падения 0 излучения на границу исследуемой среды с эталонной для различных областей спектрального поглощения исследуемой среды.

Способ осушествляют следуюшим образом.

Устанавливают угол падения 0 света на границу элемента нарушенного полного внутреннего отражения с эталонной и исследуемой средами больше критического угла (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ПОСТОЯННЫХ ПОГЛОЩАЮЩИХ

СРЕД (57) Изобретение относится к измерению оптических постоянных показателей преломления и и поглощения ж поглощающих сред.

Цель изобретения — повышение точности измерений. Измерение производится путем калибровки начального уровня коэффициента отражения за критическим углом падения света и последующего измерения двух или более коэффициентов отражения до критического угла падения. При этом калибровку производят на длине волны, расположенной в области прозрачности исследуемой среды.

2 ил.

0 р и осуществляют калибровку начального уровня коэффициента отражения Я0=100% посредством выравнивания интенсивностей опорного и рабочего фотометрируемых полей путем ослабления интенсивности падающего света.

У поглощающей среды (фиг. 1) наряду с областью интенсивного поглощения всегда имеются области прозрачности. Соответственно в областях прозначности ж =0 ход и(Х) имеет нормальный характер, а в области поглощения эе 0 — аномальный.

Зависимость R(0) для произвольной длины волны Хю в области поглощения данной среды (фиг. 2) показывает, что при 0)6 р коэффициент отражения R не достигает максимальной величины Р c — 100%, а всегда меньше этого значения на величину AR, зависящую от величины й. Расчет показывает, что в диапазоне X=10+ — 10 величина

ARo лежит в пределах 5-15%.

Калибровка начального уровня коэффициента отражения путем выравнивания интенсивностей референтного и рабочего фото1.476353. метрируемых полей при 8 )6.р на длине волны Хо в области поглощения среды приводила бы к погрешности калибровки на величину ARo. Такая же величина погрешности вводится и при дальнейшем измерении

К при 6(О р, так как значение R отсчитывается от зафиксированного ранее начального уровня. Такая ошибка приводит к погрешности измерения и и х (5 — 10), что является недопустимым. В частности, для метрологической аттестации рефрактометрии нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) требуемая погрешность измерения находится на уровне (5 — 10) )(Х10

Поэтому калибровку начального уровня коэффициента отражения производят не на рабочей длине волны Хо в области поглощения исследуемой среды, а на длине волны

Х Хо, причем Х выбирают в области прозрачности среды.

Для этих областей O)O Р коэффициент отражения R «100Я, т. е. практически равен нулю. Отсутствие погрешности ARo исключает соответственно и погрешность AR в дальнейшем измерении R при 8(OKр.

Способ реализуют без конструктивных изменений на отражательной установке нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО), снабженной монохроматором, выделяющим необходимые длины волн для начальной калибровки коэффициента отражения (Х ) и для рабочих измерений (Xo).

Способ опробован в образцовой метрологической установке НПВО. Установка предназначена для метрологической аттестации выпускаемых промышленностью рефрактометров НПВО. На установке проводят измерения оптических постоянных и и g,ряда образцовых средств в виде раствора родамина 6Ж различных концентраций. Растворы имеют полосу интенсивного поглощения света в спектральной области 0,48 — 0,55 мкм и практически прозрачны вне этой полосы, т. е. при Х (0,45 мкм и Х )0,60 мкм.

Измерение оптических постоянных п иж производят как при калибровке и измерении

R на длине волны Хц в области поглощения раствора, так и для длины Х +Xo, находящейся в области прозрачности раствора.

Измерения R в области поглощения производят на двух длинах волн: (Xp) i — — 0,589 мкм и (Xo) 2=0,546 мкм. Погрешность определения и и и не более (1 — 2) 10 и не зависит от величины коэффициента поглощения.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет по сравнению с известным повысить точность измерения п и практически на порядок, что дает возможность существенно повысить точность метрологического аттестирования рефрактометров НПВО, а при использовании предлагаемого способа для контроля оптических постоянных проточных технологических сред улучшается качество продукции за счет более точного контроля ее оптических характеристик.

Формула изобретения

Способ измерения оптических постоян20 ных поглощающих сред, включающий освещение границ раздела элемента нарушенного полного внутреннего отражения с исследуемой и эталонными средами световыми пучками под углом падения, большим критического угла полного внутреннего отражения, регистрацию интенсивностей отраженных пучков и выравнивание величин этих интенсивностей до некоторой величины, которую принимают за начальный уровень коэффициента отражения Ra=100 путем изменения интенсивностей падающих пучков, и последующее измерение относительно этого начального уровня не менее двух коэффициентов отражения от указанных границ раздела на длине волны источника излучения, соответствующей области поглощения исследуемой среды при углах падения, меньших критического угла полного внутреннего отражения, по которым судят об оптических постоянных поглощающих сред, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности измерений, регистрацию интенсивностей от40 раженных пучков при выравнивании величин этих интенсивностей производят на длине волны источника излучения, соответствующей области прозрачности исследуемой среды.

1476353 (Вкр.)Bid

1 )Л

Фиг.г

Составитель С. Голубев

Редактор М. Петрова Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 2116/43 Тираж 790 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1