Фотометрическое устройство

 

О П И С А Н И Е 325583

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюа Советских

Социалистических

Реслублие

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.V11.1970 (№ 1454233/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 07 1.1972. Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 25.11.1972.Ч. Кл. G 02b 27/10

Комитет ао делам иаабретеииЯ и открытиЯ ари Совете Мииистаае

СССР

УДК 535.511(088.8) Автор изобретения

E. Д. Шолохова

Заявитель

ФОТОМЕТРИЧ ЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к оптическим устройствам, применяемым в фотометрических (в частности фотоэлектрических) приборах, содержащих поляризующие элементы (диффракционную решетку, фотоэлемент, фотосопротивление и др.) и может быть использовано при лабораторных, полевых и промышленных измерениях лучистой энергии.

Для устранения искажающего влияния поляризационных свойств измерительной аппа- 10 р и уры при измерениях энергии поля ризова иной радиации применяются разные устройства и способы.

Применение, например, двух попеременно вводимых в световой канал, различно ориен- 15 тированных поляроидов возможно при известной заранее ориентации плоскости поляризации измеряемой радиации, к тому же это существенно усложняет конструкцию. Возможно использование разных типов деполяризаторов. 20

Однако существующие деполяризаторы отличаются сложностью конструкции, ограниченностью в спектральном диапазоне нли большими энергетическими потерями, Для обеспечения независимости выходного 25 сигнала от поляризационных свойств измеряемой радиации компенсатор поляризации составлен из двух одинаковых поляроидов, стыкованных вплотную со взаимно-перпендикулярными осями пропускания. 30

Компенсатор закрепляется неподвижно в оптическом канале прибора до поляризующпх элементов, перекрывая весь измеряемый радиационный поток, перпендикулярно направленшо его распространения, так, чтобы оси пропускання поляроидов располагались под углом 45 к плоскости поляризации прибора; одна половина измеряемой радиации должна падать на один поляроид, другая полов,ша — на второй.

На чертеже изображен предлагаемый компснсатор. При этом приняты следующие условные обозначения:

1 и 11 — два поляроида со взаимно-перпенд кулярнымп осями, имеющие равные рабочие площади; 00 — линии стыковки этик полярондов.

Сплошными лпппямн обозначены направления осей пропускания поляроидов; штрпховымн — направление плоскости поляризации прибора, составляющее угол в 45 с осями пропускания обоих полярондов.

А — световой вектор измеряемой радиации (произвольно ориентированный). и и р — углы между световым вектором А и осями пропускання 1 и 11 поляроидов соответственно.

325583

Рассмотрим действие компепсатора сначала для случая плоскополяризоваппой радиации.

1Ia каждый поляроид падает половина измеряемого лучистого потока г110. П роекции амплитуды вектора Л на оси пропускапия ч/e„ поляроидов равны; А cos а = 1 — cos а — для (2 о

1 поляроида и А cos P = 1,г - — cos р=

2 е0 — sin а—

2 для 11 поляроида (без учета потерь, которые по условию должны быть равны в обойх поляроидах), Проекции амплитуд светового вектсра прошедшей через 1 n II поляроиды радиации на плоскость поляризации прибора 1 0,, с о равны соответственно ° — cosа cos 4о и

v sin а sin 45 . Следовательно, поток радиа2 ции, прошедшей через 1 поляроид, равен на выходе — cos> а cos - 45, а через 11 поля2 роид — — sin -а sin - 45; суммарный поток 0 о .> о.

С 0 на выходе прибора составляет — cos- сс cos -

2 о 0 о В0 ..., -o O

45 + sin- ссsin< 45 — sin- 4a = —, неза2 2 4 висимо от угла а. Таким образом, количество регистрируемой на выходе прибора радиации не будет зависеть от ориентации светового вектора и OT степени поляризации измеряемой радиации. Потеря энергии в четыре раза получена для случая 100 /О-ной поляризации. На практике встречается обычно частичная поляризация. Естественно, что при меньшей степени поляризации потери будут соответственно м еньше.

Для общего случая поляризации — эллиптической — выражение для проекций амплитуды светового вектора Л на две взаимно перпендикулярные оси Х н У имеет впд

Ах =A>(cos2 у cos -x+sin- у sin- x)

Ag>=A>(cos> у sin- x+sin- у cos х).

Здесь х — характеризует угол ориентации эллипса, у — его эллиптичность.

При любых, произвольно заданных х и у, количество радиации, прошедшее через 1 поляронд, равно А (cos- у cos- õ+sin - у з1п - х);

2 через II поляроид — — А- (сов - у з1п- х+

+sin ч cos-"х) . Дальнейшие рассуждения такие же, как в случае плоско-поляризованной радиации. Поток радиации па выходе прибора будет равен — А- (cos- у cos - х- -йп - у з1п- х) cos- 45 +

10 2

2 4 4 — А- (cos - у sin- x+ sin - у cos - x) sin - 45 = — =— (для случая 100%-ной поляризации прибора).

Лналогичным образом легко можно дока15 зать применимость компенсатора для частично-поляризованной радиации и радиации, поляризованной по кругу, Предлагаемый компенсатор применим для любого состояния поляризации измеряемой

20 радиации, которая может быть плоско-поляризованной, эллиптически - поляризованной, поляризованной по кругу, частично поляризованной и неполяризованной, прп этом степень поляризации и ориентация плоскости полярп25 зацпи могут быть произвольными, а также переменными. Для применения его не требуется никаких сведений о состоянии поляризации измеряемой радиации; компенсатор может быть применен в практически неограниченном

30 диапазоне длин волн (этот диапазон определяется спектральной областью работы существующих поляризационных устройств); обеспечивает малые энергетические потери, Предлагаемый компенсатор может быть

35 применен как в стационарной, так и в различного рода передвижной, особенно автоматической, аппаратуре.

Предмет изобретения

Фотометрическое устройство, содержащее источник излучения, поляризатор, компенсатор поляризации и приемник излучения, отлп45 чаюи1ееся тем, что, с целью осуществления независимости выходного сигнала от полярпзационных свойств измеряемой радиации, компенсатор поляризации выполнен в виде двух стыковапных поляроидов, установленных

50 так, что их оси пропускания ориентированы взаимно-перпендикулярно, и развернутых под углом в 45 к плоскости поляризации фотометрического устройства, 325583 (!

1 !

Составитель В. Зверев

Редактор Е. Гончар

Корректоры: С. Сатагулова и Л. Орлова

Техред 3. Тараненко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 314/11 Изд. № 77 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5