Балансная схема для поляриметрических измерений

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для поляриметрических измерений, а также для измерения магнитных характеристик материалов. Балансная схема содержит поляризационную призму 1, выполненную в виде двух прямоугольных клиньев 2,3 из плавленного кварца, диагональные грани которых соединены, например склеены, между собой через прослойку 4 из оптически полупрозрачного материала. К выходным граням призмы 1 приклеены поляроидные пленки 5,6, например, склеивающим материалом 7, нанесенным по периметру пленок, причем азимуты пленок 5,6 взаимно ортогональны. Кроме того, в состав схемы входят два фотоприемника 8,9, включенных встречно на общую нагрузку 10. Поляризованное излучение 11, пройдя через исследуемый образец 12, на выходе призмы 1 делится на два пучка с равной интенсивностью и с взаимно ортогональной поляризацией. При этом встречное включение фотоприемников 8,9 обеспечивает компенсацию погрешностей, обусловленных относительно низкой степенью поляризации пленок 5,6, благодаря чему применение призмы 1 с небольшой стоимостью не приводит к снижению точности измерений. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) (51) 4 С 02 В 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР (21) 4173231/24-10 (22) 04.01.87 (46) 07.09.89. Бюл. и - 33 (71) Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) (72) А.Г,Селицкий (53) 535.824.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 4 12582, кл. С 02 В 5/20, 27. 12.71.

Борбат А.М. и др. Оптические измерения. — Киев: Техн1ка, 1967, с.342344. (54) БАЛАНСНАЯ СХЕМА ДЛЯ ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для поляриметрических измерений, а также для измерения магнитных характеристик материалов.

Балансная схема содержит поляриэационную призму 1, выполненную в виде двух прямоугольных клиньев 2,3 из плавленого кварца, диагональные гра2 ни которых соединены, например склеены, между собой через прослойку 4 из оптически полупрозрачного материала. К выходным граням призмы 1 приклеены поляроидные пленки 5 6 например, склеивающим материалом 7, нанесенным по периметру пленок, причем азимуты пленок 5,6 взаимно ортогональны. Кроме того, в состав схемы входят два фотоприемника 8,9, включенных встречно на общую нагрузку 10.

Поляризованное излучение 11, пройдя череэ исследуемый образец 12, на выходе призмы 1 делится на два пучка с равной интенсивностью и с взаимно ортогональной поляризацией. При этом встречное включение фотоприемников

8,9 обеспечивает компенсацию погрешностей, обусловленных относительно низкой степенью поляризации пленок

5,6, благодаря чему применение призмы 1 с небольшой стоимостью не приводит к снижению точности измерений.

3 ил.

1506412

И {обретение относится к оптическому {{риборостроению и может б{,{ть использова}{о для поляриметрических измерений, а также для измерения магнитных характеристик материалов.

Пень изобретения — снижение стоимости пр{{ сохранении точности измерений.

На фиг.1 представлена оптоэлек10 тронная схема устройства во взаимосвязи с исследуемым образцом, на фиг.2 и 3 — векторные диаграммы балансной схемы.

Балансная схема содержит. поляри| за{гнои}{ую призму 1, выполненную в виде двух прямоугольных клиньев 2 и 3 иэ плавленого кварца, диагональ15 ные грани которых соединены, напри20 .}ер склеены, между собой через прослойку 4 из оптически полупрозрачного материала, а к выходным граням призмы 1 приклеены поляроидные пленки 5 и 6, на, ример, склеивающим материалом 7, н;{несенным по периметру .{ленок, причем азимуты пленок 5 и 6 .;заимно ортогональны. Кроме того, в состав схемы входят два фотоприемника S и 9 включенных встречно на обУ

{кую нагрузку 10. (Линейно поляризованное излучение

11 проходит через исследуемый образец 12 и попадает в поляризационную призму 1. Поляризационная призма ориентирована относительно азимута .поляризации излучения 11 таким образом, что азимут поляроидной пленки

5 составляет с азимутом поляризации 40 о излучения 11 угол +45, а азимут поляроидной пленки 6 — угол -45 . При такой ориентации оба выходных луча имеют одинаковую интенсивность и ортогональную поляризацию. Выходные 45 лучи падают на два фотоприемника 8 и 9, сигналы от которых вычитаются на общей нагрузке 10, и при балансе суммарный сигнал «а ней равен нулю.

Для компенсации шумов источника

50 оптического излучения проводится балансировка схемы без воздействия поля на измеряемый образец 12 ° Принцип балансировки поясняется на фиг.2.

Если угол между вектором 13 поляри55 эации оптического излучения 11 и азимутами 14 и 15 пленок 5 и 6 равен

45, то по закону {!а{{н}са интенсивнос- ° ти двух лучей на выходе призмы 1 рав}{bJ Т(4 = I . В этом случае при вычитании равных сигналов на нагрузке

10 суммарный сигнал равен нулю. Шумовые флуктуации источника излучения нс вызь}вают изменения взаимного углового расположения векторов, а вызывают только изменение амплитуды вектора 13. Такие изменения амплитуды вызывают одинаковые rio величине и в одинаковой фазе изменения интенсивностей I « и I « . В результате суммарный сигнал остается равным нулю и шумы источника будут скомпенсированы. При воздействии магнитного поля Н на измеряемый образец 12 вектор 13 поляризации оптического излучения 11 на основании эффекта Фарадея поворачивается на угол !о относительно исходного азимута. Так как азимут призмы 1 не меняется, то интенсивности лучей на выходе изменяются в противофазе на +Ы и на общей нагрузке 10 появляется разностный сигнал, пропорциональный {{}.

Чтобы не уменьшить точность измерений, надо поддерживать баланс для компенсации шумов, Уменьшение степени поляризации призмы 1, обусловленное применением пленок 5 и 6, не изменяет баланса (фиг.3) Действительно, поляризующее устройство с меньшей чем единица степенью поляризации пропускает частично оптическое излучение с поляризацией, ортогональной азимуту. В этом случае к интенсивностям I {4 и I, добавляется излучение

{ } интенсивностью I u I, соответственно. Сигналы с суммарной и равной интенсивностью (I {4+I {5и I }5+Т{4 приходят на фотоприемники 8 и 9 в фазе и, вычитаясь, обеспечивают баланс, Если полупрозрачная диагональ делит оптическое излучение на лучи с неравной интенсивностью, а степень поляризации поляроидных пленок 5 и 6 различная, что приводит к различной

{ } интенсивности I } и I {4 на выходе, то баланс достигается для угла между

{} азимутами, не равного 45 . Но такое изменение угла также позволяет добиться баланса и скомпенсировать шумы источника.

Исследования балансной схемы на длине волны A =0 63 мкм показали, что уменьшение степени поляризации призмы до Р=0,85 не уменьшает точнос—

150á4 ти поляриметрических измерителей и позволяет измерять углы поворота аэимута плоскости поляризации 0,3 формула изобретения

Балансная схема для поляриметрических измерений, содержащая поляризационную призму, выполненную в виде двух прямоугольных клиньев из оптически прозрачного материала, диагональные грани которых соединены между собой через прослойку с другим

12 6 покаэателем преломления, и два фотоприемника, включенных встречно на общую нагрузку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения стоимости при сохранении точности измерений, прямоугольные клинья поляризационной призмы выполнены из плавленого кварца, прослойка выполнена из оптически полупрозрачного материала, а к выходным граням призмы приклеены поляроидные пленки, причем азимуты поляроидных пленок взаимно ортогональны.

i 1s

l

/ б

/