Способ определения оптических параметров кристаллического вещества



Способ определения оптических параметров кристаллического вещества
Способ определения оптических параметров кристаллического вещества

 


Владельцы патента RU 2494373:

Российская академия наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем обработки изображений Российской академии наук (ИСОИ РАН) (RU)

Изобретение относится к способам определения физических свойств в твердых прозрачных средах природного происхождения и может быть использовано при решении задач анализа качества таких материалов. Сущность изобретения заключается в том, что исследуемый материал освещают когерентным источником через дифракционный оптический элемент, из исследуемого материала вырезают плоскопараллельную пластину и вращают ее, снимают полученные изображения и сравнивают с эталонными, после чего производят измерение параметров наблюдаемых искажений симметрии, по которым определяют оптические параметры. Кроме того, вращение осуществляют от -45° до 45°, а измерение производят через каждые 5°. Изобретение позволяет повысить точность контроля. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к способам определения физических свойств в твердых прозрачных средах природного происхождения и может быть использовано при решении задач анализа качества таких материалов.

Известен способ контроля оптической анизотропии светорассеяния плоских волокнистых материалов (АС 2437078, МПК G01N 21/21, опубл. 07.05.11), заключающийся в том, что исследуемый материал освещают плоскополяризованным пучком нормально к его поверхности и измеряют световые потоки, рассеянные материалом в обратном направлении в двух одинаковых телесных углах, ориентированных во взаимно перпендикулярных плоскостях под равными углами к падающему пучку, один из которых располагают в плоскости, совпадающей с направлением протяжки материала. Плоскость поляризации светового пучка вращают вокруг оси светового пучка с частотой, а коэффициент анизотропии углового распределения волокон в материале рассчитывают по формуле - амплитуда меняющейся с частотой переменной составляющей светового потока, рассеянного в первом телесном угле, - амплитуда меняющейся с той же частотой переменной составляющей светового потока, рассеянного во втором телесном угле. (Данный способ выбран в качестве прототипа.)

Недостатком способа является невысокая точность оценки параметров исследуемого материала.

В основу изобретения поставлена задача повысить точность контроля.

Задача решается за счет того, что в способе определения оптических параметров кристаллического вещества, заключающийся в том, что исследуемый материал освещают световым пучком и измеряют световые потоки, согласно изобретению освещение производят когерентным источником через дифракционный оптический элемент, из исследуемого материала вырезают плоскопараллельную пластину и вращают ее, снимают полученные изображения и сравнивают с эталонными, после чего производят измерение параметров наблюдаемых искажений симметрии, по которым определяют оптические параметры.

Кроме того, вращение осуществляют от - 45°до 45°, а измерение производят через каждые 5°.

Способ реализуется с помощью установки, где:

на фиг.1 изображена схема испытательной установки перед началом контроля параметров материала,

на фиг.2 - схема испытательной установки в момент вращения образца.

Испытательная установка включает в себя непрерывный лазер 1, являющийся источником когерентного электромагнитного излучения в диапазоне длин волн от инфракрасного до ультрафиолетового включительно, излучение от которого, ограниченное диафрагмой 2, проходит через дифракционный оптический элемент (ДОЭ) 3, формирующий определенную структуру пучка. Далее излучение, пройдя линзу 4, создающую расходящийся пучок, проходит через пластину из кристаллического вещества 5. Линза 6 служит для формирования изображения на ПЗС камере 7, связанной с компьютером, осуществляющим регистрацию получаемого распределения интенсивности.

Способ осуществляется следующим образом.

Из исследуемого материала вырезают плоскопараллельную пластину (образец). Исследуемый образец освещают когерентным источником через дифракционный оптический элемент, образец вращают в диапазоне от -45° до 45° градусов с шагом в 5°, снимают полученные изображения с помощью регистрирующего устройства, изображения размещают в специальную таблицу и по ней производят анализ путем сравнения с эталонным изображением для данного материала, после чего проводят измерение параметров наблюдаемых искажений симметрии, которое позволяет произвести оценку искомых оптических свойств кристаллического вещества.

Существенным отличием предлагаемого способа является повышение точности измерения оптических параметров путем достижения предельных размеров элементарной ячейки и зависит только от разрешения применяемой в установке камеры.

1. Способ определения оптических параметров кристаллического вещества, заключающийся в том, что исследуемый материал освещают световым пучком к его поверхности и измеряют световые потоки, отличающийся тем, что освещение производят перпендикулярно когерентным источником через дифракционный оптический элемент, из исследуемого материала вырезают плоскопараллельную пластину и вращают ее, снимают полученные изображения и сравнивают с эталонными, после чего производят измерение параметров наблюдаемых искажений симметрии, по которым определяют оптические параметры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вращение осуществляют от -45°до 45°, а измерение производят через каждые 5°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике, предназначенной для оптико-физических измерений, а именно к эллипсометрии и поляриметрии, и может быть использовано для измерения состояния поляризации светового луча в широком спектральном диапазоне.

Изобретение относится к приборам неразрушающего контроля положения оптической оси корундовых подпятников типа ПКС (подпятник корундовый сферический) в составе маятников ГЦ (газовая центрифуга) без демонтажа маятников.

Изобретение относится к области оптико-физических исследований состава естественных и искусственных минералов, а также органических структур с различными коэффициентами пропускания.

Изобретение относится к области оптических измерений и может быть использовано для оперативного контроля величины крутки нитей в процессе производства. .

Изобретение относится к области оптико-физических измерений, основанных на эллипсометрии, и предназначено для определения толщины тонких прозрачных пленок. .

Изобретение относится к области поляризационных измерений и предназначено для определения параметров кристаллических пластинок, изготовленных из одноосных кристаллов.

Изобретение относится к способам контроля углового распределения волокон в плоских волокнистых материалах и связанных с этим распределением технологических параметров и может быть использовано при решении вопросов повышения качества таких материалов.

Изобретение относится к области физики вещества и физической оптики и может быть использовано при исследовании вращательного увлечения средой - повороту плоскости поляризации когерентного излучения одночастотного лазера непрерывного действия в среде, находящейся в поперечном направлению распространения лазерного излучения вращающемся электрическом поле.

Изобретение относится к области оптико-физических исследований состава естественных и искусственных минералов, а также органических структур, в частности керамики, для установления идентичности фрагментов материалов при археологических исследованиях.

Группа изобретений относится к медицине. При осуществлении способа облучают лазерным лучом зоны максимального скопления кровеносных сосудов. Принимают и аппаратурно преобразовывают посредством выделения ориентации вектора поляризации и интенсивности обратнорассеянное излучение. Рассчитывают по ним концентрацию глюкозы в крови. При этом интенсивность и поляризацию обратнорассеянного светового поля регистрируют двумя каналами, расположенными симметрично относительно лазерного луча. Предварительно настраивают анализаторы приемных каналов под углами ±45° относительно плоскости пропускания поляризатора. Одновременно с этим регистрируют динамику микроциркуляции крови в исследуемом участке кожи. Измерения проводят непосредственно с поверхности кожи. Устройство содержит источник оптического когерентного излучения, поляризатор, два анализатора, два фотодетектора, регистрирующие интенсивность светового потока, прошедшего через анализаторы, и микрообъектив. При этом устройство содержит фотодетектор для регистрации микроциркуляции крови, диафрагму с микроотверстием, усилители и блок обработки выходного сигнала. Группа изобретений позволяет повысить точность измерения и создать конструкцию, позволяющую использовать ее в качестве основы мобильного датчика индивидуального пользования. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области оптико-физических исследований состава естественных материалов, таких как шерсть и растительные волокна (лен, хлопок, шелк и др.), и может быть использован в текстильной промышленности, в зоотехнике, при археологических исследованиях, при определении качества сырья и изготовленной из него продукции. Размещают исследуемый объект в оптической системе, включающей оптически связанные между собой анализатор, поляризатор и объектив. Исследуемый объект в проходящем свете становится источником вторичного излучения. Излучение от исследуемого объекта и излучение, прошедшее сквозь исследуемый объект, направляют на матрицу ПЗС-камеры, с помощью которой получают полиполяризационную картину исследуемого объекта и сравнивают ее с имеющимися эталонными изображениями, что позволяет однозначно идентифицировать исследуемый объект. Вывод о составе и качестве исследуемого объекта делают после исследования полученной полиполяризационной картины объекта по ряду дополнительных показателей. Изобретение обеспечивает возможность визуально и с высокой степенью достоверности определить структурный состав исследуемого объекта для целей его идентификации и объективного определения его качества. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области оптической локации объектов и касается измерений изменений параметров поляризации оптического излучения при прохождении оптически активного вещества. Сущность изобретения заключается в делении монохроматического линейно-поляризованного излучения на два равных потока, один из которых пропускают в прямом и обратном направлениях через измерительную кювету при наличии и отсутствии оптически активного вещества, гомодинном детектировании двух потоков и определении отклонения угла наклона плоскости поляризации оптически активным веществом по отношению амплитуд переменных составляющих фототоков в отсутствие и при наличии оптически активного вещества в измерительной кювете. Изобретение обеспечивает возможность определения влияния оптически активного вещества на поляризационные характеристики отраженного от объекта сигнала. 1 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа определения ориентации кристаллографических осей в анизотропном электрооптическом кристалле класса 3m. Способ осуществляется с помощью оптической системы, содержащей источник излучения, поляризатор, исследуемый кристалл, скрещенный с поляризатором анализатор, экран и источник постоянного электрического поля. Через оптическую систему пропускают расходящееся монохроматическое излучение и на экране получают первую картину в виде темного «мальтийского креста». После чего к исследуемому кристаллу прикладывают постоянное электрическое поле и получают вторую картину в виде двух ветвей гиперболы. Затем синхронно поворачивают скрещенные анализатор и поляризатор до получения на экране третьей картины в виде темного креста, а затем в виде двух темных ветвей гиперболы. Расположение осей определяют в зависимости от угла между проекцией линии, соединяющей вершины ветвей гиперболы, и вертикалью входной грани кристалла. Технический результат заключается в обеспечении возможности определения взаимного расположения всех кристаллографических осей без использования дорогостоящего оборудования. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области in situ контроля производства в условиях сверхвысокого вакуума наноразмерных магнитных структур и может быть использовано в магнитной наноэлектронике для характеризации гетерогенных магнитных элементов в устройствах памяти, в сенсорных устройствах и т.п. Спектральный эллипсометр дополнительно содержит магнитодинамический модуль, состоящий из аксиальных катушек разных диаметров, который производит измерения, основанные на нелинейности характеристики намагничивания пленки. Таким образом, из независимых измерений может определяться толщина пленки. Изобретение обеспечивает повышение функциональности и точности измерений за счет использования дополнительного оптически некоррелированного метода - магнитодинамического метода. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой спектральный магнитоэллипсометр и предназначено для контроля in situ производства в условиях сверхвысокого вакуума наноразмерных магнитных структур. Магнитоэллипсометр содержит источник излучения с монохроматором, плечо поляризатора, оснащенного переключением положения от 0° до 45°, магнитную систему для воздействия на образец, плечо анализатора эллипсометра, оснащенного переключением положения от 0° до 45°, контроллер с детектором для синхронного измерения световых потоков, а также блок измерения магнитосопротивления, собранный по схеме четырехполюсного измерительного моста и состоящий из трех резисторов и одного сменного модуля в виде подложки, на которую происходит напыление образца-свидетеля, имеющего состав, идентичный составу исследуемого образца, а магнитная система выполнена в виде пары оптимизированных катушек Гельмгольца и перпендикулярно расположенного соленоида. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей эллипсометрического метода контроля, повышение точности измерений, получение дополнительной информации об электрических или магнитных свойствах в рамках единого метода. 4 ил.

Изобретение относится к области магнитных и магнитооптических измерений. Способ заключается в том, что исследуемый образец освещают линейно поляризованным световым пучком и измеряют изменение поляризации при отражении, используя разделение отраженного луча на p- и s-компоненты с разложением по амплитуде и фазе, получая на выходе четыре световых пучка. При этом к исследуемому образцу во время проведения измерений прикладывают переменное магнитное поле, при измерении меридионального эффекта Керра поляризатор фиксируют в положении P=0, а анализаторы в амплитудном и фазовом каналах A1,2=45°. Перемагничивание образца осуществляют с помощью вращающегося постоянного магнита и величину поворота плоскости поляризации α, пропорциональную проекции намагниченности на плоскость падения света, определяют по формуле. Изобретение обеспечивает повышение точности измерения и информативности. 3 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, и может быть использовано для экспресс-диагностики резистентности и чувствительности к ацетилсалициловой кислоте (АСК). Для этого проводят забор крови у пациента до начала антитромбоцитарной терапии. В качестве антикоагулянта применяют 3,2% цитрата натрия, помещают 0,5 мл крови в опытную кювету, пропускают через образец крови короткий, порядка 10-5 с, импульс тока с последующей регистрацией функции спада поляризации образца, а затем выполняют Фурье-преобразование этой функции и рассчитывают параметры импеданс-годографов в диапазоне частот 0,1-125 кГц, используя диэлектрический Фурье-спектрометр. При значениях референтного интервала r0=4,518-4,551, x0=1,925-1,939, y0=-1,395--1,385 диагностируют чувствительность, а при значениях r0=4,504-4,517, х0=1,914-1,926, y0=-1,384--1,375 - резистентность к ацетилсалициловой кислоте. Изобретение позволяет быстро и достоверно осуществить диагностику резистентности к АСК у пациента до начала лечения, что предотвратит развитие нежелательных коронарных событий у больных ИБС. 2 ил., 2 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области контроля качества высококлассных поверхностей. В заявляемом способе в качестве разряда используют поверхностный диэлектрический барьерный разряд, локализованный на поверхности одного из двух электродов, одновременно служащего столиком для исследуемого образца материала; диэлектрический барьер выполняют бездефектным и тщательно отполированным, повторяющим конфигурацию поверхности исследуемого образца, плотно прижимают к нему образец, затем приводят в соприкосновение с образцом заостренный конец второго электрода, выполненного в виде стержня из низкокоррозионного проводящего электрический ток материала; подключают питающее напряжение переменного электрического тока, при этом электрическую прочность диэлектрического барьера выбирают превышающей максимальное напряжение источника электрического питания более чем в два раза; для принятия решения о пригодности поверхности твердых материалов используют появляющееся на поверхности исследуемого образца в местах расположения дефектов слабое голубое свечение плазмы воздуха в виде ярких светящихся голубых точек; исследуемую поверхность признают пригодной при полном отсутствии светящихся голубых точек. Техническим результатом является повышение надежности обнаружения дефектов с одновременным расширением типов контролируемых образцов для увеличения в дальнейшем выхода годных изделий за счет улучшения выявления дефектных материалов перед началом технологических операций.

Изобретение относится к области оптических измерений и может быть использовано для полного определения состояния поляризации света, отраженного от поверхности исследуемого образца. Для определения матрицы Мюллера, исследуемый образец освещают поляризованным световым пучком и измеряют изменение поляризации при отражении, используя разделение отраженного луча на р- и s- компоненты с разложением по амплитуде и фазе, получая на выходе четыре световых пучка с интенсивностями IΨ1, IΨ2, IΔ1, IΔ2, при этом азимутальные углы оптических элементов принимают фиксированные значения в определенных комбинациях, поляризатор фиксируют в положениях Р=0°, -45°, +45°, анализатор в амплитудном канале АΨ=0°, 45°, фазовом канале АΔ=45°, ромб Френеля R=0 и проводят измерения, соответствующие следующим конфигурациям: A: P45SR0WΨ45WΔ45; B: P45SR0WΨ0WΔ45; F: P0SR0WΨ45WΔ45; E: P0SR0WΨ0WΔ45. Изменяют состояние поляризации падающего на образец света с линейной на круговую, устанавливая в оптический тракт перед образцом фазовую пластинку в положении D=0° и проводят измерения, соответствующие конфигурациям: С: P-45D0SR0WΨ0WΔ45; D: P-45D0SR0WΨ45WΔ45, а компоненты матрицы Мюллера Sij определяют, решая систему линейных уравнений. Изобретение обеспечивает возможность полного определения состояния поляризации света, отраженного от поверхности исследуемого образца, для нахождения всех компонент матрицы Мюллера. 1 ил.
Наверх