Способ измерения диэлектрическихпараметров материалов

 

Сееэ Соеетски»

Саерелистнческих

Раслублик

<111 798632

К АВТОРСКОМУ СВ ИИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) ЗЬяелено 261277 (21)2563268/18-09

С ПРНСОЕДННЕНИЕМ Заиеии йо (23) Приоритет -.Опубликовано 2301.81. Бюллетень М9 3

Дата опубликования описания 23.0 1.81: (51)м. К„.з

G 01 R 27/26

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317 (088.8) (72) Авторы изобретения

В,П,Быстров, А,А,Волков, Г,В,Козлов и С.П.Лебедев

Ордена Ленина физический институт им. П,Н,Лебедева АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, Известен способ измерения диэлектрических параметров материалов в поляризационных интерферометрах, включающий возбуждение интерферометра электромагнитной волной и регистрацию интенсивности волн, прошедших через интерферометр с образцом и беэ .образца (1), Однако известный способ не обеспечивает высокую точность измерений при свипировании частоты возбуждающей электромагнитной волны, Цель изобретения — повышение точности измерений при свипировании частоты возбуждающей электромагнитной волны, Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения диэлектрических параметров материалов в поляризационных интерферометрах, включающем возбуждение интерферометра эл".ктромагнитной волной и регистра ию интенсивности волн, прошедших через интерферометр с образцом и без образца, интерферограьвсу смещают на 180О без искажения амплитудных составляющих во всем диапазоне свипирования частоты и вторично регистрируют интенсивность. электромагнитной волны, прошедшей интерферометр с образцом и без образца.

На чертеже приведена структурная схема интерферометра, реали зующего способ.

Интерферометр содержит генератор

1, линзу 2, поляроиды 3, делители

4 и 5, зеркала 6 и 7, анализатор

8, линзу 9 и приемник 10. Образец

11 размещается между делителем 4 и зеркалом 6, Способ измерения диэлектрических

15 параметров материалов в поляризационных интерферометрах осуществляет,ся следующим образсм, Излучение генератора 1 преобразуется линзой 2 в плоскопараллель-.

20 ную волну, которая, пройдя поляроид 3, становится линейно поляризованной. В качестве поляроида 3, делителей 4 и 5 и анализатора 8 используются одномерные сетчатые элементы, представляющие собой проволочные решетки с периодом между проводниками (. « 3, где Л вЂ” длина волны рабочего излучения, Электромагнитная волна с вектором Е, парал30 лельным проводникам поляроида 3, 798632

Формула изобретения

40 : (, рр).. практически полностью отражается от него, а волна ортогональной поляризации проходит практически беэ потерь, Для определенности предположим, например,.что проводники в делителе 5 горизонтальны, а в делителе 4 — вертикальны, .

Зсли после прохождения волны через поляроид 3 вектор Е ориентирован, наприлер, под углом 45 .к вертикали, то такая волна на делителе 4 разлагается иа две волны одинаковой интенсивности, но с взаимно ортогональ ными поляризациями, которые затем, пройдя через соответствующие плечи интерферометра, образованные зеркалами 6 и 7, снова собираются

s один пучок делителем 5. Но эти волны не интерферируют между собой, так как их поляризации различны.

Aчализатop 8 выделяет из них две волны оцинаковой поляризации, ин- 20 тенсивность которых определяется углом между проводниками анализатора 8 и вертикалью, Интенсивность волны, образовавшейся в результате интерференции этих волн, регистриру- р5 ется. приемником 10, Если при фиксированном положении зеркал б и 7 производится запись сигнала на приемнике 10 при свипировании частоты генератора 1 и, 30 в отсутствие образца 11, интерферометр сбалансирован по амплитуде, т, е, интенсивность волн, прошедших разные плечи одинакова, то сигнал на приемнике 10 является следующей" функцией частоты ) где f (4) - аппаратная функция генератора 1, тракта и приемника 10;

aL(42 — фазовая расстройка плеч инте рферометра.

При помещении образца 11 в интерферометр интерферограмма модифицируется следующим образом где и и k - показатели преломления и поглощения образца 11, связан-, ные с мнимой Я" и действительной Я частями диэлектрической проницаемости соотношениями Е п — k

Е" 2 nk; А(. (п,k,4) - дополнительный фазовый разбаланс интерферометра, вызванный образцом 11.

Для определения параметров я и К образца 11 из интерферограмм Т+ (4) и 7< (4) необходимо учесть аппаратную функцию f (1l) . Это осуществляется дополн. тельным измерением при внесении в волну,,проходящую через одно из плеч интерферометра, добавочного фазового сдвига в 180

Тогда для интерферометра без образца 11 имеем

3 8A=K(w)cos (", )=У()вт (, ), а для расчета аппаратной функции получаем следующее соотношение () V„(W) + 7э(. ))

При последовательном проведении и змере ний нес к ольк их, о бра зцов нет необходимости каждый раз записы-. вать интерферограмму .пустого интерфероме тра, так как она сохраняется, Так как помещение образца 11 в интерферометр несколько искажает аппаратную функцию тракта, то целесообразно произвести измерение со сдвинутой на 180 интерферограммой и при наличии образца 11 в интерферометре, Сдвиг интерферограммы на 180О осуществляется путем поворота вокруг оптической оси анализатора 8 и поляроида 3 на некоторый угол, Исключив таким образом искажающее влияние на интерферограьмы пустого и нагруженного интерферометра аппаратных функций генератора 1, тракта и приемника 10, рассчитывают и и К образца 11 °

При этом повышается точность измерений диэлектрических параметров материала, Способ измерения диэлектрических параметров материалов в поляризационных интерферометрах, включающий возбуждение интерферометра электромагнитной волной и регистрацию интенсивности волн, прошедших через интерферометр с образцом и без образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений при свипировании частоты возбуждающей электромагнитной волны, интерферограмму смещают на 180О без искажения амплитудных составляющих во всем диагаэоне свипирования частоты и вторично-регистрируют интенсивность электромагнитной волны, прошедшей интерферометр с образцом и беэ образца, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Козлов Г,В, Измерение показателей преломления диэлектриков в миллиметровом диапазоне волн.— Приборы и техника эксперимента, 1971< Р 4, с, 1952"154 (прототип), 798632

Составитель А. Кузнецов

Редактор Л. Белоусова Техред И. Граб КорректоР; N. Демчик

Э ак as 10019/5 б Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4