Способ определения индикатрисы рассеяния естественного излучения плоскими рассеивающими объектами

 

Изобретение относится к оптическим методам измерения рассеивающих свойств плоских отражающих объектов. Цель изобретения - повышение точности определения индикатрисы. Суть изобретения заключается в том, что измерение проводят для излучения двух ортогональных поляризаций , предварительно определив соотношение указанных направлений поляризации в естественном излучении, индикатрису рассеяния которого необходимо измерить. Вычисление искомой индикатрисы проводят по математическому выражению , приведенному в формуле изобретения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 Й 21/47

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4490532/25 (22) 03.10. &8, (46) 30.06.91. Бюл, М 24 (71) Черновицкий государственный университет (72) M.Ã.Êóíåöêèé, В.А.Проценко. M.Ю.Сахновский и Я.М.Сербунов (53) 535,24:535.361(088,8) (56) Иванов А.П. Оптика рассеивающих сред. — Минск; Наука и техника, 1969, с,84.

Топорец А,С. Отражение света шероховатными поверхностями. — В кн,; Теоретические и прикладные проблемы рассеяния света. — Минск; Наука и техника, 1971, с.180. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДИКАТРИСЫ. РАССЕЯНИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО ИЗИзобретение относится к оптическим методам контроля рассеивающих свойств плоских отражающих и пропускающих объектов.

Цель изобретения — повышение точности определения индикатрисы, На чертеже представлен один иэ возможных вариантов устройства, реализующего данный способ, Устройство состоит из источника света

1, монохроматора 2, где излучение разлагается в спектр и, пройдя через поляроид 3, фокусируется объективом 4 на исследуемом объекте 5, расположенном на предметном столике гониометра 6. Рассеянное объектом излучение фокусируется объектом 7 на фотокатоде приемника 8 (ФЭУ), который питается высоковольтным стабилизатором 9, а,„, Ж„„1659794 Al

ЛУЧЕНИЯ ПЛОСКИМИ РАССЕИВАЮЩИМИ ОБЪЕКТАМИ (57) Изобретение относится к оптическим методам измерения рассеивающих свойств плоских отражающих объектов, Цель изобретения — повышение точности определения индикатрисы, Суть изобретения заключается в том, что измерение проводят для излучения двух ортогональных поляризаций, предварительно определив соотношение указанных направлений поляризации в естественном излучении, индикатрису рассеяния которого необходимо измерить. Вычисление искомой индикатрисы проводят по математическому выражению, приведенному в формуле изобретения.

1 ил. выработанный приемником фототок регистрируется отсчетным устройством 10. С него числовые данные через устройство связи 11 вводятся в микро-3ВМ 12. Управление съемом и расчетом данных по заданной программе осуществляется оператором через дисплей 13, а окончательные результаты выводятся печатающим устройством 14.

Ориентация поляроида в осветительном плече устройства в плоскости рассеяния (плоскость, образуемая падающим и отраженным пучками, а также нормалью к исследуемой поверхности) осуществляется с помощью стекла, закрепляемого в кассете на предметном столике. Затем выставляется осветительное и измерительное плечо установки под углом полной поляризации (углом Брюстера % ) к нормали к поверхно1659794

В =. — величина, определяющая

>о!

Ioii преобладание в освещающем пучке излучения с перпендикулярным состоянием поляризации над параллельным, Индикатрису силы света F (р) можно также получить, создав естественное освещение непосредственно после источнка излучения, например, поставив за лампой накаливания идеальный деполяризатор (фторопластовую пластинку). Однако это не всегда удобно, так как такая схема сильно теряет в. светосиле (фторопластовая пластинка толщиной - 2 мм ослабляет излучение на 3-4 порядка).

Способ может найти широкое применение в оптической метрологии при определении рассеивающих свойств шероховатых отражающих и прозрачных объектов, может быть McflQJlb3083 H f1 pal дистанционном 30Ндировании плоских земных и водных поверхностей для определения их яркости в данном направлении, а по значению яркости можно определять цветовые параметры обьекта (цвет естественной природной поверхности может служить показателем ее чистоты или загрязнения; цвет поля дает информацию о состоянии зрелости посевов и т,д.), tl

Способ отличается от других тем, что дает характеристики объектов для естественного (солнечного, дневного) освещения, что позволяет его использовать для определения угловых характеристик как природных, так и искуственно созданных объектов

6ее применения источника излучения (для освещения в естественных условиях используется дневное солнечное излучение).

Повышение точности достигается за счет того, что облучение осуществляется

5 двумя ортогональными видами поляризации, а затем с учетом двух ортогональных состояний поляризации облучающего пучка рассчитывают индикатрисы силы света для условия облучения естественным пучком, сти стекла, тогда отраженное излучение будет полностью поляризовано в плоскости, перпендикулярной плоскости падения (под углом 90 к плоскости падения). Вращением оправы-держателя поляроида выставляют в 5 его отсчетном фиксаторе 0, вращением поляроида добиваются минимального сигнала на отсчетном устройстве и фиксируют поляроид в оправе-держателе.

Для измерения величины, Определяю 10 щей преобладание в освещающем пучке излучения с перпендикулярным состоянием поляризации над параллельным, необходимо пользоваться деполяризатором (например, пластинкой фторопласта толщиной. 2 15 мм), На предметном столике нормалью к освещающему пучку выставляют фторопластовую пластинку размером, превышаюшим размер освегцающего пучка, и устанавливают штангу гониометра c ÔÝÓ 20 на "просвет" соосно .: Освещающим пучком, Выставля.от в отсчетном фиксаторе держао о теля поляроида последовательно 90 и 0 и снимают нужное число соответствующих значений. Программно-математическое 25 обеспечение измерения предусматривает усреднение все> . зафиксированных числовых значений и вычисление величины, учитыва ащей поляризацию падающего на образец излучения. Такая операция должна 30 проводиться для каждой измеряемой длины

ВОЛНЫ.

Таким образом, вся совокупность действий, составляющих: способ. должна быть следующей, 35

Поверхность исследуемого образца облучак>т монохроматическим излучением, посг едовательно поляризованным параллельно и перпендикулярно плоскости рассеяния. 40

Рассеянное от исследуемого обоазца излучение рагистрируют во всем интервале углов р рассеяния пэследовательнодля параллельной и перпендикулярной составляющей излучения. 45

На предметном столике выставляют фторопластовую пластинку, ставят IIllTBHI приемника на "просвет" и измеряют величину В, определяющую преобладание излучения с перпендикулярным состоянием 50 поляризации над параллельным.

Все полученные данные запоминаются в микро-ЗВМ, а искомая индикатриса силы света для естественного облучения вычисI5 ляется по формуле — индикатрисы силы света при облучении обьекта излучением соответственно с перпендикулярным ji (p) и с параллельным

1и (p) состоянием поляризации, нормированные соответствнено на значение силы

СВЕта Il (Po ) И fil (Р ) ПРИ УГЛЕ НОРМИРОВКН Po

А = — (" — - — отношение силы света с

1П >о параллельной и перпендикулярной поляризацией освещающего пучка при угле нормировки;

1659Т94

1+А В <

10 где f>(rp) = и

J — индикатрисы рассеяния для излучения с перпендикулярным и параллельным направлениями поляризации соответственно;

l (у), 1п (р)- интенсивности отраженного излучения с перпендикулярным и параллельным направлениями поляризации соответственно; /Ъ вЂ” угол нормировки, принадлежащий заданному интервалу углов отражения

1и (оо 1

25 A= (1 (lol

lol

Составитель B. Калечиц

Редактор С. Никитина Техред M.Ìoðãåíòàë . Корректор Т, Колб

Заказ 1836 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат *Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 что позволяет исключить влияние частичной поляризации, вносимой спектральным прибором и источником излучения.

Величина погрешности за счет влияния этих факторов в спектральном интервале

0,38 — 1,1 мкм составляет величину "15 — 25 (, для разных длин волн. Она определяется при сравнении численных значений индикатрис силы света стекла MC-20, полученных поредлагемым и известным способами.

Формула изобретения

Способ определения индикатрисы рассеяния естественного излучения плоскими рассеивающими объектами, заключающийся в том, что направляют на поверхность образца по нормали с ней излучение, регистрируют отраженное излучение в заданном интервале углов рассеяния ри вычисляют индикатрису рассеяния, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения индикатрисы, дополнительно измеряют интенсивности составляющих освещающего естественного излучения с перпендикулярным и параллельным направлениями вектора поляризации 1о< и lo

5 рассеяния F (р) естественного излучения вычисляют из выражения: