Поляризационное измерительное устройство

 

ОПИСАНИЕ 2

ИЗОБРЕТЕНИЯ..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Социалистических

Республик

Г с L

Зависимое от авт. свидетельства №

Kë. 421», 14/01

Заявлено 03.Х.1966 (№ 1105004/26-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 19.11.1968. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 19.IV.1968

МПК 6 02d

УДК 535.822,6:535.824. .39 (088.8) Комитет по делам ивобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Н. В. Королев

Заявитель

ПОЛЯРИЗАЦИОННОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Известные измерительные устройства, содержащие измерительное приспособление и осветитель, не позволяют диагностировать микрозерна на основе поляризационных измерений по Друде.

Предложенное ус-,ройство отличается от известных тем, что в плоскость апертурной диафрагмы его осветительной системы с призмой

Наше установлено смещенное с оптической оси круглое отверстие, через которое каждая точка шлифа освещается плоскополяризованным пучком лучей со средним углом падения, соответствующим углу Брюстера для кварца.

Это отличие позволяет диагностировать микрозерна на основе поляризационных измерений по Друде.

На фиг. 1 показана принципиальная оптическая схема описываемого устройства; фиг. 2 поясняет принцип освещения и измерения оптических характеристик по методу Друде.

Устройство содержит источник 1 излучения, коллектор 2, непрозрачную пластинку с отверстием 8, линзу 4, поляризатор 5, диафрагму б, линзу 7, призму 8 Наше, объектив 9, поверхность объекта 10 и измерительное приспособление, состоящее из компенсатора 11, поляриода-анализатора 12, линзы 18, зеркал 14, 15, объектива 1б, окуляра 17, дифракционной решетки 18, зеркала 19, щели 20, диска 21 и фотоумножителя 22.

В точку 0 зрачка (см. фиг. 2) через линзы

4 и 7 и призму 8 Наше отображается центр небольшого круглого отверстия 8. Освещаемое лампой 1 через коллектор 2 отверстие 8 рас5 полагается так, чтобы изображение его центра вблизи от края зрачка, а направление на него из центра зрачка составляло угол 45 с ребром призмы 8 Наше. Полярпод-поляризатор 5 ориентируется так, чтобы направление

10 колебаний светового вектора было параллельно ребру ВС призмы.

В падающей световой волне компоненты светового вектора Е, и Ер будут иметь вели о чины Е,— Ер — —, так как линия 00 являет1/ 2 ся проекцией плоскости падения лучей на поверхность А шлифа. Состояние поляризации света после отражения в точке 0 определяется углом падения лучей на поверхность и оптическими свойствами зерна. А„и у.

Кальцитовый компенсатор 11 по Береку (возможно компенсатор из кристаллического кварца), ось вращения которого устанавливается перпендикулярно к линии 00, служит для измерения сдвига фаз между векторами Е, и Е в отраженной световой волне.

Р

Азимут восстановленной поляризации после устранения сдвига фаз между компонентамн

30 может быть измерен с помощью поляроида3 анализатора 12, связанного с измерительным лимбом. Изображение поверхности объекта 10, пройдя объектив 9, тубусной линзой 18 и зеркалом 14 проектируется на алюминированную поверхность вогнутого зеркала 15. Здесь оно может рассматриваться через зрительную трубу, состоящую из ахроматического объектива

1б и окуляра 17.

При измерении наблюдатель, смотрящий в окуляр 17, должен последовательными наклонами пластины компенсатора 11 и поворотом анализатора 12 погасить интересующую структуру. Отсчеты по шкале компенсатора и лимбу анализатора при погашенной структуре будут определенными характеристиками, связанными с ее оптическими свойствами.

Исследователь стремится погасить изображение структуры, наблюдаемой через окулятор 17, при освещении ее полным светом источника. Из-за дисперсии оптических свойств п(Х) и X() эта операция не всегда удается.

Изображение после выполнения компенсирующих перемещений компенсатора Берека и анализатора может оказаться раскрашенным.

Для измерения оптических характеристик по спектру в алюминированном зеркале 15 делается небольшое прозрачное отверстие, на которое при наблюдении .в окуляр может быть приведено изображение подлежащей изучению структуры. Свет через отверстие в зеркале 15 попадает в систему монохроматора, состоящую из плоской дифракционной решетки

18, вогнутого зеркала 19 и выходной щели 20.

Через выходную щель 20 вращением решетки

18 можно пропустить тот или иной участок видимого спектра от 360 до 720 ил .

За выходной щелью 20 устанавливается модулирующий диск 21, посредством которого на катод фотоумножителя 22 подается модулированный световой поток из монохроматора. Электрический сигнал с фотоумножителя усиливается, детектируется и подается на измерительный прибор.

Задача исследователя состоит в том, чтобы для выбранного участка спектра привести отсчет измерительного прибора к минимуму, действуя механизмами компенсатора и анали211824

4 затора. В случае анизотропных веществ получаемые на приборе характеристики микрозерен — сдвиг фаз и азимут восстановленной поляризации — будут зависеть от ориентации поверхности шлифа относительно кристаллографических осей зерна и ориентации последних относительно плоскости падения лучей на поверхность. Для таких анизотропных зерен измерения должны выполняться при поворо10 тах столика микроскопа на различные углы.

Поворачивая столик вокруг оси, перпендикулярной к поверхности шлифа, исследователь должен найти для выбранного участка спектра

/ I max max >min min

3 и б где ср — азимут восстановленной поляризации, 6 — сдвиг фаз.

Положение изображения относительно от20 верстия 8 в зрачке микроскопа удобно выверять с помощью шлифа из полированного аморфного кварца. Центр изображения отверстия 8 предлагается устанавливать так, чтобы средний угол падения освещающих лучей был

25 равен углу Брюстера для аморфного кварца.

Для и= 1,46 угол Брюстера ф = arctg riarctg 1,46=55 30 .

При установке на столике шлифа из аморфного кварца нужно смещением отверстия 8 в

30 направлении, перпендикулярном,к оси осветительной системы, найти такое его положение, при котором азимут восстановленной поляризации равен 45 при б — О.

Предмет изобретения

Поляризационное измерительное устройство, содержащее измерительное приспособление и осветитель, отличающееся тем, что, с целью диагностики микрозерен на основе поляриза40 ционных измерений по Друде, в плоскость апертурной диафрагмы осветительной системы с призмой Наше установлено смещенное с оптической оси круглое отверстие, через которое каждая точка шлиф а освещается плоскопо45 ляризованным пучком лучей со средним углом падения, соответствующим углу Брюстера для кварца.

211824

17

Фиг. 7

Составитель В. Ф. Ванторин

Редактор Н. С. Коган Техред Л. К. Малова Корректоры: 3. И. Тарасова и С. А. Башлыкова

Заказ 894/8 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2